[发明专利]一种柔性石墨烯复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种制备柔性石墨烯复合薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将石墨烯溶液与含有特殊功能基团的小分子或高分子的溶液以1-100∶1-100质量比共混后，经超声处理后再反复搅拌，得到均匀的复合溶液；

2)利用旋涂、蒸镀、喷涂、浸渍-提拉或自组装方法在基材的表面制备石墨烯/有机小分子或高分子复合薄膜，通过控制次数制备具有多层结构的柔性石墨烯复合膜；

3)将所制得的多层柔性石墨烯复合薄膜通过肼蒸汽、H2、硼氢化钠、维生素C、乙二胺、HI、或氨水还原后，再进行高温退火，得到柔性石墨烯复合薄膜；

所述石墨烯为表面带有羟基、羧基、环氧基或羰基的氧化石墨烯或还原石墨烯；

所述带有特殊功能基团的有机高分子或小分子为带有吸电子基团、供电子基团或共轭基团的一种或多种的。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原石墨烯为经还原剂作用后采用高温处理的石墨烯；所述还原剂为肼、水合肼、硼氢化钠、维生素C、乙二胺、HI、氨水中的至少一种；所述高温处理温度为150-1100°C。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机高分子为卤代物、羧酸、聚酯类化合物、烷基化合物、环烷基化合物、胺基化合物、氰化物、芳香族化合物、不饱和烯烃、硝酸类化合物、或醛酮类化合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机高分子为PEDOT、环氧丙烯酸树脂、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、或聚噻吩。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机小分子为对羟乙基苯胺、2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌、7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷、乙二胺、丙烯酸、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、或十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯和高分子或小分子在溶液中进行复合、或先将所述石墨烯制成粉末，再在所述高分子或小分子溶液中进行复合、或先将所述石墨烯制成薄膜，在所述薄膜的上方或下方利用旋涂、蒸镀、喷涂或浸渍-提拉方法制备高分子或小分子薄膜以形成所述复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶液的溶剂为水、DMF、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、嘧啶中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，可制备多层交替石墨烯-高分子或小分子复合膜，层数为2-10层。

9.如权利要求1-8任一项所述方法制备得到的柔性石墨烯复合薄膜。

10.如权利要求9所述的柔性石墨烯复合薄膜在电极中的应用。