[发明专利]一种多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在搅拌下，将过氧化氢溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，经过持续一段时间的搅拌后，将混合溶液放入水热釜中，经过一段时间的水热反应后，冷却至室温，经过去离子水洗涤，得到多孔石墨烯水凝胶；

步骤2，将多孔石墨烯水凝胶转移至含有苯胺单体的氯化氢溶液中，浸泡一段时间后，将反应物转移至含有抗坏血酸的氯化氢溶液中，在低温下反应一段时间，反应结束后，经过去离子水洗涤，便得到多孔石墨烯/聚苯胺水凝胶；

步骤3，将多孔石墨烯/聚苯胺水凝胶切割成薄片，将薄片在30-80Mpa的压强下压缩10-20min，得到多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，氧化石墨烯分散液的浓度为1.5-4.5mg mL^-1，过氧化氢溶液的质量分数为0.3％，氧化石墨烯分散液与过氧化氢溶液的体积比为(40-150):1。

3.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤1中，将过氧化氢溶液逐滴加入到氧化石墨烯分散液中，经过20min的搅拌后，将混合溶液放入水热釜中，在90-240℃下反应4-16h。

4.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述的氯化氢溶液的摩尔浓度为1M；

含有苯胺单体的氯化氢溶液中苯胺单体与氯化氢溶液的体积比为0.3-0.4：15-30；

含有抗坏血酸的氯化氢溶液中抗坏血酸与氯化氢溶液的质量体积比为4-7g/45-55mL。

5.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤2中，多孔石墨烯水凝胶与含有苯胺单体的氯化氢溶液的质量体积比为4-16mg/2mL；

多孔石墨烯水凝胶与含有抗坏血酸的氯化氢溶液的质量体积比为4-16mg/5mL。

6.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤2中，多孔石墨烯水凝胶在含有苯胺单体的氯化氢溶液中浸泡6-14h。

7.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤2中，反应物在含有抗坏血酸的氯化氢溶液中的反应温度为4℃，反应时间为4-7h。

8.根据权利要求1所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3得到的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜厚度为5-10μm、密度为1.45-1.50g cm^-3。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述方法制得的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜。

10.一种如权利要求9所述的多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的应用，其特征在于：将多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜直接作为超级电容器的工作电极，不需要添加任何粘结剂；

多孔石墨烯/聚苯胺复合薄膜的比电容在0.5A g^-1的电流密度下为359-393F g^-1。