[发明专利]一种木质素改性石墨烯薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素改性石墨烯薄膜及其制备方法，所述的薄膜是由下述重量份的原料组成的：木质素20‑30、活化石墨烯分散液180‑200、缚酸剂1‑2、吡啶30‑40、过氧化二异丙苯0.4‑0.5、硬脂酸锌1‑3、0.8‑1mol/l的氢氧化钠溶液40‑50。本发明通过木质素表面的酚羟基与酰氯反应，在缚酸剂作用下反应，得到木质素改性石墨烯，通过该反应，有效的改善了石墨烯的表面活性，改善了其在二甲基甲酰胺中的分散性能，从而得到了木质素改性石墨烯薄膜；本发明的薄膜力学稳定性高，韧性好，综合性能优越。

技术领域

本发明属于薄膜领域，具体涉及一种木质素改性石墨烯薄膜及其制备方法。

背景技术

随着人们对能源需求的不断增长，新型能量存储和转化装置成为当下的研究热点。作为一种新型的储能装置，超级电容器具有能量密度高，充电时间短，循环寿命长，绿色环保等优点。理想的电极材料能更大限度的提高超级电容器的各项性能。常见的电极材料有金属氧化物，导电聚合物以及碳材料。石墨烯是一种由sp²杂化碳原子组成的六角点阵结构的二维晶体，只有一个原子层的厚度。其新颖的二维结构使石墨烯具有极大的比表面积，很高的载流子迁移率以及优良的化学稳定性，可以作为一种理想的超级电容器电极材料。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种木质素改性石墨烯薄膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种木质素改性石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：

木质素20-30、活化石墨烯分散液180-200、缚酸剂1-2、吡啶30-40、过氧化二异丙苯0.4-0.5、硬脂酸锌1-3、0.8-1mol/l的氢氧化钠溶液40-50。

所述的活化石墨烯分散液是由下述重量份的原料组成的：

对硝基苯甲酸5-7、氯化亚砜60-70、石墨烯20-30、聚山梨酯0.8-1。

所述的活化石墨烯分散液的制备方法，包括以下步骤：

取石墨烯，与对硝基苯甲酸混合，在80-85℃下保温搅拌搅拌1-2小时，冷却至常温，加入到氯化亚砜中，搅拌反应10-14小时，加入聚山梨酯，超声5-10分钟，即得所述活化石墨烯分散液。

所述的缚酸剂为三乙胺。

所述木质素改性石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-14倍的异丙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；

(2)取硬脂酸锌、吡啶混合，加入到混合料重量5-7倍的去离子水中，搅拌均匀，与上述活化石墨烯分散液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4-6小时，出料冷却，得聚合物改性石墨烯分散液；

(3)取木质素，加入到0.8-1mol/l的氢氧化钠溶液中，在150-160℃蒸汽下热处理40-50min，出料冷却，得活化木质素溶液；

(4)取上述活化木质素溶液、聚合物改性石墨烯分散液混合，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入缚酸剂，搅拌反应5-8小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得木质素改性石墨烯；

(5)取上述木质素改性石墨烯，与硬脂酸锌混合，加入到混合料重量20-30倍的二甲基甲酰胺中，在50-60℃下保温搅拌1-2小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在75-85℃下干燥10-13小时，出料冷却，揭膜，即得所述木质素改性石墨烯薄膜。

本发明的优点：