[发明专利]一种导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，所述复合材料含有导电聚合物、硅烷偶联剂、碳和氧化亚硅，其中碳直接包覆在氧化亚硅粒子的表面，硅烷偶联剂吸附在碳表面，导电聚合物一方面内嵌在碳孔隙中，一方面通过硅烷偶联剂的桥链作用均匀地包覆在碳的表面；所述碳与氧化亚硅的质量比为0.01-0.15:1，所述导电聚合物与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.02-0.25:1，所述硅烷偶联剂与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.005-0.15:1；所述导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的粒径为2-25μm；其特征在于，包括以下步骤：

（1）将氧化亚硅与沥青/造孔剂在高混机中混合，得到氧化亚硅/沥青/造孔剂混合物；

（2）将步骤（1）得到的氧化亚硅/沥青/造孔剂混合物放入回转炉中于惰性气氛中低温烧结排焦，得到碳包覆氧化亚硅材料前驱体，再转移至管式炉于惰性气氛中进行高温碳化，得到碳包覆氧化亚硅材料；

（3）取碳包覆氧化亚硅于溶剂中，磁力搅拌后加入硅烷偶联剂回流，对氧化亚硅进行修饰，其中，硅烷偶联剂与碳包覆氧化亚硅材料的质量比为0.005-0.15，再加入盐酸调节溶液的pH至2-6，加入导电聚合物单体搅拌，继续加入氧化剂原位聚合5-24h，其中，氧化剂与导电聚合物单体加入质量比为0.2-0.5，将得到的混合溶液洗涤、抽滤、真空干燥，得到导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料。

2.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳与氧化亚硅的质量比为0.01-0.10:1，所述导电聚合物与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.02-0.20:1，所述硅烷偶联剂与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.005-0.10:1；所述导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的粒径为2-20μm。

3.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳与氧化亚硅的质量比为0.05-0.08:1，所述导电聚合物与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.04-0.09:1，所述硅烷偶联剂与碳包覆氧化亚硅的质量比为0.01-0.07:1；所述导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的粒径为5-10μm。

4.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）氧化亚硅为50μm以下的无规则颗粒；

所述沥青为石油沥青、煤焦沥青、天然沥青中的至少一种，其粒径为10-50μm；所述造孔剂为淀粉，糊精，尿素，聚乙烯醇、聚苯乙烯中的至少一种；沥青/造孔剂的质量比为7.2-9.5；

所述步骤（1）高混机的混料时间为3-60min。

5.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）低温烧结为100-300℃恒温2-10h后，再升高至400-600℃恒温3-8h；

所述高温碳化为800-1100℃下焙烧2-10h。

6.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）惰性气氛为氮气、氩气、氦气、氙气中的一种。

7.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）溶剂为乙醇、正丁醇、乙二醇、异丙醇中的至少一种；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷中的一种。

8.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）回流温度为80-100℃，回流时间为1-15h。

9.根据权利要求1所述的导电聚合物-碳包覆氧化亚硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）导电聚合物单体为苯胺、吡咯、噻吩中的一种；所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、三氯化铁中的一种。