[发明专利]一种石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料的制备方法，属于复合材料技术领域，通过利用有机酸或者无机酸对其中的本征态聚苯胺产物进行二次掺杂得到石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料，其采用简单易行的原位聚合法，不仅适用于大规模生产，而且其制备的石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料还可以克服石墨烯的聚集使之均匀的分散，通过二次掺杂的方法将石墨烯和聚苯胺在酸体系下进行二次掺杂复合，进而聚苯胺以非共价键形式修饰在石墨烯上，不仅保持了石墨烯的本体结构，同时还避免了石墨烯的团聚，解决了纯石墨烯、纯聚苯胺以及石墨烯/一次掺杂态聚苯胺等存在的分散性、溶解性、导电性差等缺陷，获得综合性能优异的复合材料。

主权项

1.一种石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将质量比为1:0.1～40的石墨烯和苯胺分别加入到10mL～50mL的无机酸溶液或有机酸溶液中，搅拌均匀形成苯胺和石墨烯的混合液，其中，无机酸溶液或有机酸溶液的浓度为0.01mol/L～4mol/L；将过硫酸铵加入到10mL～50mL浓度为0.01mol/L～4mol/L的无机酸溶液或有机酸溶液中，搅拌均匀制备过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液缓慢或快速加入苯胺和石墨烯的混合液中，充分搅拌后在0℃～60℃的温度下静置反应0.5～48小时，获得石墨烯与一次掺杂态聚苯胺的复合材料混合溶液；在0℃～60℃的温度下静置反应0.5～48小时之后，向石墨烯与一次掺杂态聚苯胺的复合材料混合溶液中加入过量的氨水溶液以使石墨烯与一次掺杂态聚苯胺的复合材料混合溶液呈现中性或弱碱性，搅拌均匀后再次静置0.1～6小时使其发生解掺杂反应，获得石墨烯与本征态聚苯胺的复合材料混合溶液，其中，氨水溶液的摩尔浓度与一次掺杂过程中使用的无机酸溶液或有机酸溶液的当量浓度呈正相关关系；再次向石墨烯与本征态聚苯胺的复合材料混合溶液中加入0.01mol/L～4mol/L的无机酸溶液或有机酸溶液，搅拌均匀后在0℃～60℃温度下静置反应0.1‑48小时以使石墨烯与本征态聚苯胺的复合材料发生二次掺杂反应，获得石墨烯与二次掺杂态聚苯胺的复合材料混合溶液；分别采用去离子水和乙醇将石墨烯与二次掺杂态聚苯胺的复合材料混合溶液洗至中性，经过抽滤和干燥后研磨得到石墨烯与二次掺杂态聚苯胺纳米复合材料。