[发明专利]一种石墨烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯复合材料，其特征在于，平均层数为1、2或3层，厚度为0.34-1.25nm，优选为0.34-0.8nm，电导率数量级在10⁴-10⁵s/m。

2.一种石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，以水为溶剂，将多层石墨、大分子聚合物加入其中，混匀，研磨和/或超声，得到石墨烯复合材料分散液，再冷冻干燥，制得石墨烯复合材料。

3.根据权利要求2所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述多层石墨选用天然石墨和/或人造石墨；

优选地，所述天然石墨选用天然鳞片石墨和/或土状石墨；

所述人造石墨选用高定向石墨、膨胀石墨、Kish石墨、水性石墨浆料中的一种或任意几种的混合物。

4.根据权利要求2-3任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述大分子聚合物为带有磺酸基团或磺酰基团的芳香环大分子聚合物，其分子量范围可在2000-100000之间；

优选地，所述大分子聚合物选自多环芳香族磺酸盐甲醛缩合物、萘磺酸盐甲醛缩合物、聚次甲基蒽磺酸钠、聚磺酰基[4,8-双取代-(1,2-b:4,5-b′)苯并二噻吩]-[2,6-取代并噻吩](PBDTTT-S)、芳香族聚硫醚酮、磺化聚对苯撑乙烯、磺化聚苯胺、水溶性丙磺酸芳纶中的一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求2-4任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述多层石墨与大分子聚合物的质量比为1：0.2-20，优选为1:0.5-10或1:0.5-4，进一步优选为1:1-4。

6.根据权利要求2-5任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述研磨的转速为100-5000r.p.m，优选为300-1000r.p.m，进一步优选为300-500r.p.m。

7.根据权利要求2-6任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述研磨的时间为10min-3h，优选为10min-1h；进一步优选为30min。

8.根据权利要求2-7任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述超声的频率为10-40KHz，优选为10-25KHz或15-25KHz，进一步优选为20KHz。

9.根据权利要求2-8任一所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述超声时间为10min-3h，优选为10min-1h；进一步优选为30min。

10.权利要求1所述石墨烯材料在超级计算机、太阳能电池、医疗传感器、超级电容、海水淡化、环保、光电、聚合物、建筑材料领域中的应用。