[发明专利]高导电性聚合物-碳基复合气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种高导电性聚合物-碳基复合气凝胶，其特征在于，包括以片状纳米结构排列的碳原子，以及与所述碳原子以共价键相连的聚合物；所述聚合物由具有至少一个羧基的化合物和具有至少一个醇基的聚合物在催化剂作用下结合形成，即在催化剂作用下发生脱氢反应，同时在主聚合物链中形成共轭键；所述聚合物具有导电性并且具有的官能团结构与片状纳米结构排列的碳原子以共价键相连。

2.根据权利要求1所述的高导电性聚合物-碳基复合气凝胶，其特征在于，所述聚合物-碳基复合气凝胶为聚合物-氧化石墨烯复合气凝胶或者聚合物-石墨烯复合气凝胶。

3.根据权利要求1所述的高导电性聚合物-碳基复合气凝胶，其特征在于，所述具有至少一个羧基的化合物为4-羧基苯甲醛，所述具有至少一个醇基的聚合物为下列中的一种：聚乙烯醇、对聚对亚苯基进行羟基的修饰得到的聚合物、对聚对二甲苯进行羟基的修饰得到的聚合物。

4.一种权利要求1所述高导电性聚合物-碳基复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将氧化石墨在液体中分散，形成氧化石墨的溶胶-凝胶分散体；

2)采用具有至少一个羧基的化合物和具有至少一个醇基的聚合物，制备聚合物前驱体；

3)将制备的所述氧化石墨的溶胶-凝胶分散体与所述聚合物前驱体结合，形成水凝胶；

4)将所述水凝胶干燥，形成聚合物-氧化石墨烯复合气凝胶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括将氧化石墨烯还原为石墨烯的步骤，以形成聚合物-石墨烯复合气凝胶。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，聚合物与氧化石墨的质量比例在0.1：1至5：1范围内；所述氧化石墨的溶胶-凝胶分散体中，氧化石墨的含量为0.1mg/mL至25mg/mL。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)采用具有至少一个羧基的化合物和具有至少一个醇基的聚合物，在水和有机溶剂的体积比例在0:1～99.9:1、温度范围为40℃～95℃的溶液中，以氢碘酸为催化剂形成聚合物前驱体，在氢碘酸的作用下发生脱氢反应，同时在主聚合物链中形成共轭键。

8.根据权利要求4或7所述的制备方法，其特征在于，所述具有至少一个羧基的化合物为4-羧基苯甲醛，所述具有至少一个醇基的聚合物为下列中的一种：聚乙烯醇、对聚对亚苯基进行羟基的修饰得到的聚合物、对聚对二甲苯进行羟基的修饰得到的聚合物。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)在氧化石墨的溶胶-凝胶分散体中添加聚合物前驱体，通过机械冲击，并以碳酸钠作为催化剂，将溶液保持在50℃至87℃之间达到完全凝胶化。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4)使用超临界方法进行所述干燥。