[发明专利]一种石墨烯/聚苯胺纳米复合纤维膜的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯/聚苯胺纳米复合纤维膜的制备方法及其应用，其步骤包括：石墨烯溶解于聚乙烯醇水溶液，高速剪切得石墨烯溶液，十二烷基苯磺酸加入到石墨烯溶液冰浴搅拌，并加入苯胺搅拌30min，过硫酸铵溶液滴加至混合溶液高速搅拌4h，得聚苯胺/石墨烯复合静电纺丝液，经静电纺丝和真空干燥得聚苯胺石墨烯复合纤维膜，制备方法操作简单、成本低廉；所得石墨烯/聚苯胺复合纳米纤维膜作为超级电容器电极材料用于可穿戴电子产品电化学活性高、比容高、稳定性好，作为储能材料用于智能纺织品也具有广阔的市场前景。

主权项

1.石墨烯/聚苯胺纳米复合纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇颗粒加入到水中，在搅拌的条件下于90～95℃加热熔融，得聚乙烯醇溶液；再将石墨烯加入至上述聚乙烯醇溶液并高速剪切10～30min，得固含量为0.25wt％的石墨烯/聚乙烯醇混合液；其中，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为4.0％～4.5％；(2)将步骤(1)中所述石墨烯/聚乙烯醇混合液转移至三角烧瓶，并置于冰浴循环泵中，在搅拌的条件下于0℃依次加入十二烷基苯磺酸、苯胺和过硫酸铵溶液进行乳液聚合反应3～5h，至反应液成墨绿色，得聚苯胺/石墨烯/聚乙烯醇复合乳液；乳液破乳并加入所述聚乙烯醇溶液中得聚乙烯醇纺丝液；其中，所述过硫酸铵溶液的滴加速度为6滴/5s；所述聚苯胺/石墨烯/聚乙烯醇复合纺丝液中，所述聚苯胺和所述石墨烯的混合物的质量浓度为0.2％～1％；所述十二烷基苯磺酸、过硫酸铵和苯胺的摩尔比为0.8：0.8：1；(3)将步骤(2)中所述复合纺丝液加入至静电纺丝装置经静电纺丝和真空干燥，得石墨烯/聚苯胺复合纳米纤维膜；其中，所述静电纺丝的工艺参数包括：纺丝电压为15～35kV，温度为20～40℃，相对湿度为30％～70％，纺丝距离为20cm，喷丝头纺丝溶液的流速为0.5mL/h。