[发明专利]一种碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，利用水热法或高温煅烧法，复合还原剂在柔性碳纤维上还原生长石墨烯，然后通过电化学聚合法在碳纤维表面聚合苯胺，形成聚苯胺纳米阵列，得到碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料；

具体包括如下步骤：

(1)碳纤维布用作柔性基底材料，裁剪成块，采用H₂SO₄溶液对柔性基底材料处理1～2h，然后加入KMnO₄继续氧化1～2h，缓慢加入去离子水后持续搅拌，然后采用H₂O₂将溶液氧化为澄清，将完全氧化后的碳纤维布用去离子水、乙醇超声清洗材料表面；

(2)称取氧化石墨烯、还原剂依次溶解在去离子水中超声分散30～60min，得氧化石墨烯分散液；

(3)将碳纤维布置于步骤2)分散液中浸润10～30min后，采用水热法或高温煅烧法，制得还原生长石墨烯的碳纤维布；

(4)将步骤3)所得的还原生长石墨烯的碳纤维布置于硫酸/苯胺溶液中，采用三电极体系进行电化学聚合，以还原生长石墨烯的碳纤维布作为工作电极，在0 .4～1V的电压下进行恒电位聚合4～10min，用去离子水对反应后的碳纤维布进行清洗，在60℃下进行真空干燥。

2.如权利要求1所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述水热法，是将氧化石墨烯分散液和碳纤维布置于反应釜中水热还原反应4～12h，将反应后的碳纤维布取出用去离子水清洗，在常温下真空干燥。

3.如权利要求1所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧法，是先将在氧化石墨烯分散液中浸润的碳纤维布进行烘箱还原干燥，重复碳布浸润、烘箱还原干燥1-6次，得到碳纤维/初还原石墨烯材料，然后将其置于管式炉中，在氩气氛围下高温煅烧还原1～4h，制得还原生长石墨烯的碳纤维布。

4.如权利要求1所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的还原剂为氢碘酸、L(+)抗坏血酸和硼氢化钠中任意一种或几种。

5.如权利要求2所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述水热还原反应，其温度为100～200℃。

6.如权利要求3所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述烘箱还原干燥，其温度为75～95℃。

7.如权利要求3所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述高温煅烧还原反应，其温度为600～1000℃。

8.如权利要求1所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯分散液的浓度为0 .1g/L～2 .5g/L。

9.如权利要求1所述的碳纤维基石墨烯/纳米聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的硫酸/苯胺溶液中苯胺浓度为0 .005～0 .5mol/L，硫酸溶液浓度为0 .5～2mol/L。