[发明专利]一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料，其特征在于，包括如下按重量份数组成的各原料：氧化石墨烯1份、聚乙烯吡咯烷酮0.25-1.25份、化学还原剂1-4份、多元有机单体80-120份、极性有机溶剂0-250份、交联剂0.1-0.5份、引发剂0.5-2份、催化剂0.1-0.5份、去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料，其特征在于：所述极性有机溶剂为乙二醇、丙三醇中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料，其特征在于：所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的任一种，所述催化剂为N,N,N',N'-四甲基二乙胺。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料，其特征在于：所述化学还原剂为乙二胺、对苯二胺、尿素、抗坏血酸、甘氨酸中的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料，其特征在于：所述多元有机单体为丙烯酰胺类单体、丙烯酸钠酯类单体、丙烯酸钠类单体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸类单体、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于石墨烯泡沫-离子凝胶的传感材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将聚乙烯吡咯烷酮与氧化石墨烯溶解于去离子水中，在室温、480W超声功率条件下，超声分散10-15min，随后400-600rpm匀速磁力搅拌2h，将搅拌后的混合液注入3mm厚的聚四氟乙烯板型模具中，放入-20℃冰箱中冷冻处理1-4h，随后放入冷冻干燥箱中冷冻干燥，得到氧化石墨烯泡沫；

(2)将化学还原剂溶解于去离子水后，将步骤(1)所得氧化石墨烯泡沫浸泡至化学还原剂溶液中，采用水热法，并经冷冻干燥处理获得还原氧化石墨烯泡沫；

(3)将极性有机溶剂溶于去离子水中，制得混合溶液，将多元有机单体溶解于混合溶液中，磁力搅拌3-6min，在冰浴条件下，在溶液中分别加入交联剂、引发剂、催化剂，磁力搅拌至全部溶解，将溶液放置于0.01atm真空条件下除氧处理10-20min得到前驱体溶液，随后将前驱体溶液注入厚度为1mm的聚四氟乙烯板型模具中，在30-60℃条件下聚合成两性离子有机凝胶；

(4)以1mm厚的两性离子有机凝胶为中间层，还原氧化石墨烯为上下两层，组合成三明治结构，放入厚度为2mm的聚四氟乙烯板型模具中备用，根据步骤(3)制备前驱体溶液，将前驱体溶液注入含有三明治结构的聚四氟乙烯板型模具中，采用真空度为0.01atm的真空辅助法将前驱体溶液完全浸渍进三明治结构中，将含有前驱体溶液三明治结构的模具放入30-60℃的烘箱，通过热聚法聚合成型，得到三明治结构的柔性石墨烯泡沫-离子有机凝胶传感材料。