[发明专利]一种制造复合纳米薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子薄膜材料技术领域，尤其是涉及一种制造复合纳米薄膜的方法。 

背景技术

近年来，石墨烯材料异军突起，其以优异的力学、热学和导电性能成为纳米材料研究的热点。进一步的研究表明，导电聚合物与石墨烯材料复合后，可以极大的提高其各项性能并改善稳定性，在柔性显示、电化学储能、传感器等领域具有十分重要的应用前景。 

当前，在国际上制备导电聚合物/石墨烯的研究十分活跃，如何实现石墨烯材料在导电聚合物中的纳米级分散，以充分发挥石墨烯的协同效应是关键问题。但是，由于制备工艺的限制及石墨烯的分散性较差，使得实现石墨烯在复合材料中纳米级别的分散十分困难。因此新型构型的GO（氧化石墨烯）复合纳米材料的研究和开发已成为导电聚合物/GO研究的核心内容之一。 

羧基改性的GO在功能化GO的制备中占有重要地位，通过GO表面活泼羧基的酰胺化或酯化反应，可使各种有机小分子、高分子、生物大分子以及含有活泼基团的功能材料被共价键合到氧化石墨烯上，同时功能化基团的荷电性也为氧化石墨烯的层层组装提供了条件。 

导电聚合物/GO插层复合纳米结构的性能主要体现在两者的协同效应，因此，GO能够纳米级有序分散于导电聚合物层间十分关键。我们注意到，目前方法所制备的导电聚合物/GO复合材料中，GO大多处于一种无序的状态，对复合物中有关GO材料分布有序性及松散程度问题尚缺少足够的认识。另外，目前所制备的导电聚合物/GO插层结构中导电聚合物厚度可控性不高，难以形成超薄的导电聚合物层。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种合理简单、易于操作的制造复合纳米薄膜的方法，其中该方法制造的纳米薄膜中氧化石墨烯纳米材料有序分散导电聚合物中，导电性和柔韧性好。 

本发明公开的技术方案包括： 

提供了一种制造复合纳米薄膜的方法，其特征在于，包括：将氧化石墨烯分散于有机溶剂中，形成氧化石墨烯分散溶液；将所述氧化石墨烯分散溶液滴加于LB膜槽中的超纯水表面，使氧化石墨烯分散铺展于所述超纯水表面；用滑障将铺展于所述超纯水表面的氧化石墨 烯压缩到成膜模压，形成氧化石墨烯薄膜，然后将所述氧化石墨烯薄膜转移到基片上；将铁基氧化剂溶于超纯水中，获得铁基氧化剂溶液；用旋涂法将所述铁基氧化剂溶液涂敷在所述基片上的所述氧化石墨烯薄膜上，形成氧化石墨烯/铁基氧化剂复合薄膜；将形成了所述氧化石墨烯/铁基氧化剂复合薄膜的所述基片置于导电聚合物单体气氛中进行聚合反应，形成氧化石墨烯/导电聚合物复合纳米薄膜。 

一个实施例中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或者甲醇。 

一个实施例中，所述氧化石墨烯为羟基化氧化石墨烯或者氨基化氧化石墨烯。 

一个实施例中，所述铁基氧化剂是三氯化铁或者甲基苯磺酸铁。 

一个实施例中，所述氧化石墨烯分散溶液中氧化石墨烯的浓度为1至3毫克/毫升。 

一个实施例中，所述铁基氧化剂溶液的浓度为15至25毫克/毫升。 

一个实施例中，所述导电聚合物单体为3,4-乙烯二氧噻吩、苯胺或者吡咯。 

本发明实施例的方法中，氧化石墨烯采用LB成膜方法制备于基片上，可以通过调整氧化石墨烯片层之间的间隙来获得不同紧密排列的石墨烯层。再通过化学气相聚合沉积的方式将不同紧密排列的石墨烯片层分散于导电聚合物中。这种基于氧化石墨烯有序分散的导电聚合物复合纳米薄膜具有导电性、柔韧性好的优点，可以满足不同电极体系对电极薄膜材料的要求。制备方法合理简单、易于操作。 

附图说明

图1是本发明一个实施例的制造复合纳米薄膜的方法的流程示意图。 

图2是根据本发明一个实施例的方法制造的复合纳米薄膜的示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的实施例的制造复合纳米薄膜的方法的具体步骤。 

如图1所示，本发明的一个实施例中，一种制造复合纳米薄膜的方法包括步骤10、步骤12、步骤14、步骤16和步骤18。 

步骤10：制备氧化石墨烯分散溶液。 

本发明的实施例中，可以将氧化石墨烯分散于有机溶剂中，形成氧化石墨烯分散溶液。例如，一个实施例中，可以将氧化石墨烯材料加入适合的有机溶剂中，然后使用搅拌和/或超声波振动的方式使氧化石墨烯充分分散于有机溶剂中，从而获得氧化石墨烯分散溶液。 

本发明的实施例中，这里的氧化石墨烯可以是羟基化氧化石墨烯或者氨基化氧化石墨烯。