[发明专利]一种还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属石墨烯复合薄膜制备技术领域，涉及一种还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方 法，特别是涉及一种RGO-PEDOT/PSS的还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法，具体地说， 是一种改性弱氧化Hummer法制备氧化石墨烯、且在PSS作用下原位聚合EDOT、再与PET 柔性基板复合后经HI还原的还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。

背景技术

目前应用最为广泛的透明导电膜是在玻璃、陶瓷等硬质基材上制备的，但这些基材存在 质脆、不易变形，限制了透明导电薄膜的应用。与硬质基材透明导电膜相比，在有机柔性基 材上制备的透明导电薄膜不仅具有相同的光电特性，而且还具有许多独特优点，如：可弯曲、 重量轻、不易破碎、可以采用卷对卷工业化连续生产方式有利于提高效率、便于运输等。随 着电子器件朝轻薄化方向发展，柔性透明导电薄膜有望成为硬质基材透明导电薄膜的更新换 代产品，因此其研究备受关注。但是有机柔性透明导电薄膜的研究在国内还处于发展阶段， 因此，加强对柔性透明导电薄膜制备技术和性能的研究尤为重要和迫切。

聚氧噻吩是一种典型的高分子导电聚合物材料，它的还原态和本征态完全一样，属于芳 杂环导电聚合物。实验探究发现聚氧噻吩通过同金属或碳材料进行掺杂可以使其性能得到显 著提高，而且掺杂所得的复合材料的电导率、电容等特性强烈依赖于其主链结构、掺杂剂种 类和掺杂程度。因此，针对不同的用途需要对导电聚合物添加特定的物质进行复合，达到改 善其性能的目的。科学家认为石墨烯才是用来与导电聚合物进行复合的最佳材料，因为其高 的比表面积、高电导率、高机械强度等优异的特性，正好与导电聚合物进行互补，并且研究 已表明石墨烯/导电聚合物的理化性能得到了很好的改善。

近来，已有技术直接法利用石墨烯和PEDOT/PSS复合制备出复合导电材料，但由于石 墨烯水溶性差，分散极不稳定，化学物理惰性，导致此复合材料分散稳定性差，难以制备成 柔性薄膜，再由于所用石墨烯没有经过尺寸筛选，制备的石墨烯大小不一，层数厚度差异大， 导致制备的复合材料导电薄膜缺陷多，不完整，从而使薄膜的导电率低，柔韧性不好，石墨 烯层数过多或有叠层都会是薄膜的透光率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法，，特别是 提供一种RGO-PEDOT/PSS的还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法，具体地说，是一种改 性弱氧化Hummer法制备氧化石墨烯、且在PSS作用下原位聚合EDOT、再与PET柔性基板 复合后经HI还原的还原氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。

本发明的一种低氧化氧化石墨烯/聚合物分散液的制备方法，包括以下步骤：

(1)改进的Hummer法制备低氧化石墨水溶液；

按改进的Hummer法制备获得低氧化石墨水溶液，其中高温反应的温度控制在 65～70℃，反应时间12～15min；其中减少氧化剂硫酸和硝酸的量至传统Hummer法的 30-50wt％；

所制得的低氧化石墨中，氧化碳含量为碳总量15～20％，羧基碳为碳总含量5～10％； (2)低氧化氧化石墨烯/两亲性聚合物分散液的制备；

滴加两亲性聚合物至所述低氧化石墨水溶液中，充分混合；超声剥离处理后，得到均 质稳定的低氧化氧化石墨烯/两亲性聚合物分散液；

所述两亲性聚合物的结构特征是疏水基为长碳链，每个结构单元都有阴离子头。 作为优选的技术方案：