[发明专利]一种氧化石墨烯离子液复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨烯复合材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯离子液复合 薄膜及其制备方法。

背景技术

目前石墨烯的制备方法中以气相沉积法和氧化还原法最为广泛，石墨烯薄膜 具有良好的导电性，导热性以及机械强度；目前石墨烯薄膜的应用在复合薄膜方 面相对广泛，如氧化石墨烯和聚乙烯醇(PVA)等高分子聚合物复合形成薄膜。 这些复合都是利用氧化石墨烯和聚合物形成共价键提高氧化石墨烯薄膜的性能， 而氧化石墨烯吸收离子的效应却没有得到很好的应用。

为了解决上述问题，本发明提供一种氧化石墨烯与离子液复合薄膜的制备方 法，并获得具有高机械性能的氧化石墨烯离子液复合薄膜。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于氧化石墨烯与高分子聚合物形成薄膜 的问题，从而提出一种氧化石墨烯离子液复合薄膜的制备方法，利用氧化石墨烯 吸收离子的性质形成交联作用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种氧化石墨烯离子液复合薄膜的制备 方法，其包括：将氧化石墨烯水溶液加入离子液溶液中，得到氧化石墨烯与离子 液共混溶液，并将其抽滤，滤干后，得到氧化石墨烯与离子液的复合薄膜。

具体地，所述氧化石墨烯水溶液是将氧化石墨烯超声分散于蒸馏水中，形成 均匀分散的氧化石墨烯水溶液。进一步地，所述超声时间为1～2h。

作为优选，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为1～15mg/mL。

具体地，所述离子液溶液是将离子液溶于溶剂中，所述溶剂为水或乙醇。

进一步地，所述离子液为1-丁基-3-甲基咪唑L乳酸盐，1，2-乙二胺三氟甲磺 酸盐，1，2-乙二胺硝酸盐中的任意一种。进一步地，所述离子液的浓度为0.1 mg/mL-20mg/mL。

具体地，所述抽滤采用真空抽滤装置，所述真空抽滤装置压强为10Pa。

进一步地，所述抽滤装置所采用滤膜为纤维素膜，所述纤维素膜直径是90 mm，孔径是0.2um。

同时，本发明还公开了一种氧化石墨烯离子液复合薄膜，由上述的氧化石墨 烯离子液复合薄膜的制备方法制得。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明的氧化石墨烯离子液复合薄膜的制备方法，将氧化石墨烯水溶液加 入离子液溶液中，得到氧化石墨烯与离子液共混溶液，并将其抽滤，滤干后，得 到氧化石墨烯与离子液的复合薄膜。该制备方法将氧化石墨烯与离子液共混溶液 共混均匀，使氧化石墨烯片层充分吸收离子，然后利用真空抽滤的方法，获得具 有高机械性能的氧化石墨烯离子液复合薄膜。该操作简单，成本低廉，获得产品 性能优异，并且可以实现大量生产。

(2)本发明的氧化石墨烯离子液复合薄膜的制备方法，采用超声分散氧化石墨 烯，使氧化石墨烯溶液分散均匀，通过进一步确定氧化石墨烯的浓度，及离子液 的浓度，制备出性能优异的氧化石墨烯离子液复合薄膜产品。

(3)本发明的氧化石墨烯离子液复合薄膜，具有高机械性能，相比于现有的氧 化石墨烯薄膜，在抗拉强度和弹性模量方面显著的提升。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并 结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为实施例1中的操作流程图；

图2为实施例1的红外谱图；

图3为实施例1中的力学性能测试图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

本实施例以1-丁基-3-甲基咪唑L乳酸盐为离子液材料制备复合薄膜，如图 1所示的氧化石墨烯聚离子液复合薄膜制备的流程图所示，制备过程如下：

配备氧化石墨烯溶液：其中，氧化石墨烯是以石墨为原料，采用传统的 hummers方法或改进的hummers方法制得；将200mg冻干的GO粉末，溶解到 40mL蒸馏水中，超声分散1h，使之充分分散，形成5mg/mL的氧化石墨烯水 溶液；

配备离子液溶液：取5mg的1-丁基-3-甲基咪唑L乳酸盐溶解到5ml蒸馏 水中，超声分散10min，使之充分分散，形成1mg/mL离子液溶液；