[发明专利]石墨烯/聚3-（4-氟苯基）噻吩复合材料及其制备方法、超级电容器

权利要求书

1.一种石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、提供石墨烯；

步骤二、将所述石墨烯加入到分散剂中并超声分散得到石墨烯的溶液，再向所述石墨烯的溶液中加入氧化剂并超声分散得到混合液；

步骤三、室温下，将3-(4-氟苯基)噻吩溶解到所述分散剂中得到3-(4-氟苯基)噻吩溶液，并将所述3-(4-氟苯基)噻吩溶液加入到所述混合液中，搅拌，发生聚合反应，得到粗产物；

步骤四、将所述粗产物离心，取固体并依次用水和甲醇洗涤，最后真空干燥，得到所述石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料。

2.如权利要求1所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的溶液的浓度为0.2g/L～2g/L，所述3-(4-氟苯基)噻吩溶液的浓度为2.5g/L～7.5g/L。

3.如权利要求1所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，所述3-(4-氟苯基)噻吩与所述氧化剂用量的质量比为1∶2～1∶1。

4.如权利要求1所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯与所述3-(4-氟苯基)噻吩用量的质量比为1∶0.5～1∶1.5。

5.如权利要求1～4中任一项所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为无水FeCl₃、(NH₄)₂S₂O₈、KMnO₄、K₂Cr₂O₇或K₂S₂O₈。

6.如权利要求1～4中任一项所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

7.如权利要求1～4中任一项所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一提供的所述石墨烯通过如下步骤制得：

将50目石墨粉、过硫酸钾和五氧化二磷按照质量比2∶1∶1加入到60～85℃的浓硫酸中，搅拌均匀后自然冷却，洗涤至中性后干燥，得到预处理的混合物；

将所述预处理的混合物加入到浓硫酸溶液中，再加入高锰酸钾，保持温度低于20℃，30～40℃油浴1.5～2h，加入去离子水，15min后再加入双氧水反应，抽滤、收集固体，将所述固体用稀盐酸洗涤，干燥，得到氧化石墨；

将所述氧化石墨与去离子水混合并分散成悬浊液，向所述悬浊液中加入还原剂，加热到90～100℃进行热还原，24～48h后得到石墨烯悬液；所述还原剂为水合肼、硼氢化钠或对苯二胺；

所述石墨烯悬液过滤后收集滤渣，依次用水和甲醇洗涤后干燥，得到所述石墨烯。

8.一种石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料，其特征在于，所述石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料根据权利要求1～7中任一项所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料的制备方法制备。

9.一种超级电容器，其特征在于，包括如权利要求8所述的石墨烯/聚3-(4-氟苯基)噻吩复合材料。

10.如权利要求9所述的超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的充电比容量为240F/g～310F/g，放电比容量为231F/g～249F/g，充放电效率为94.0％～95.9％。