[发明专利]石墨烯-聚苯胺复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-聚苯胺复合材料，其包括按照质量分数计的0.01-99.99％石墨烯和0.01-99.99％聚苯胺，所述石墨烯和聚苯胺通过掺杂形成复合结构，所述复合结构具有微米或纳米级的多孔结构。

2.如权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺复合材料，其特征在于，所述聚苯胺是以微米或纳米级的粒状或者线状的形式结合于所述复合结构中。

3.如权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺复合材料，其特征在于，所述多孔结构分布于所述复合结构的内部和表面。

4.如权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺复合材料，其特征在于，所述石墨烯是以多个单层石墨烯的形式存在于复合结构中，所述复合结构中的多个单层石墨烯与聚苯胺结合成连续的薄膜或片状结构。

5.如权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺复合材料，其特征在于，所述聚苯胺是p型或者N型掺杂的聚苯胺。

6.一种石墨烯-聚苯胺复合材料制备方法，其包括如下步骤：

氧化石墨的还原：在一溶液体系中加入氧化石墨，用还原剂在超声分散状态下还原所述氧化石墨，形成石墨烯溶液；

苯胺聚合：在所述石墨烯溶液中加入苯胺以及双氧水、三氯化铁溶液和盐酸溶液，超声共混形成石墨烯掺杂的聚苯胺；

共沉淀：降低对苯胺聚合的反应体系的超声功率，缓慢沉淀，然后停止超声振荡，静置；

过滤、水洗：将得到的沉淀的上层清液滤出，对滤出沉淀物再进行过滤和水洗处理；

活化处理：向得到的滤出物中加入有机溶剂共混，再对共混物进行真空干燥处理，去除滤出物中的残留液体；

陈化：将活化处理的产物置于50-150℃温度氛围中进行陈化处理，形成具有微米或纳米级多孔结构的石墨烯-聚苯胺复合材料，其中所获得的复合材料中包括按照质量分数计的0.01-99.99％石墨烯和0.01-99.99％聚苯胺。

7.如权利要求6所述的石墨烯-聚苯胺复合材料制备方法，其特征在于，所述氧化石墨的还原形成的是单层状均匀分散的氧化石墨烯溶液。

8.如权利要求6所述的石墨烯-聚苯胺复合材料制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙二醇、液态的脂肪一元或多元醇或者它们的混合物。

9.如权利要求6所述的石墨烯-聚苯胺复合材料制备方法，其特征在于，所述还原剂为肼、水合肼或芳香胺化合物。

10.如权利要求6所述的石墨烯-聚苯胺复合材料制备方法，其特征在于，所述苯胺聚合后直接形成N型掺杂的聚苯胺，或者在滴加双氧水、三氯化铁溶液和盐酸溶液时，同时加入甲基苯磺酸、盐酸、磷酸、苯磺酸或对氨基取代或烷烃基取代的苯磺酸，以形成P型掺杂的聚苯胺。