[发明专利]一种石墨烯柔性电极复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯柔性电极复合膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1，制备氧化石墨烯粉末；步骤2，将氧化石墨烯粉末与氢氧化钠溶液混合；步骤3，制备水杨酸改性氧化石墨烯步骤4，制备反应后得到多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物；步骤5，加入苯胺进行聚合，得到聚苯胺/多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物分散液；步骤6，使用真空抽滤法制备成氧化石墨烯柔性电极复合膜；步骤7，使用还原剂加热处理，得到石墨烯柔性电极复合膜。本发明制备得到了一种石墨烯柔性电极复合膜，制备方法简单易操作，所制备得到的复合膜比现有的石墨烯直接与聚苯胺结合具有更好的性质，不仅在导电性方面得到较大提升，而且在柔性方面的表现性也得到了提升。

技术领域

本发明涉及柔性电极领域，具体涉及一种石墨烯柔性电极复合膜的制备方法。

背景技术

石墨烯由于具有较大的比表面积和良好的导电性能而成为人们最早研究碳基电极材料的热点。但由于石墨烯片层间强烈的π-π作用导致其表面易于团聚大大削弱了其作为电极材料的比电容和使用寿命。导电聚合物中聚苯胺因其电容高、电阻低，在溶液中简单易于聚合制备得到，但聚苯胺作为电极材料的缺点是其循环使用寿命较短，不利于长时间或高电流密度下进行充放电。

目前国内外，科学人员致力于研究(氧化)石墨烯/导电高分子复合材料，将石墨烯或氧化石墨烯片材与聚苯胺结合，猜测基于聚苯胺和石墨烯或氧化石墨烯的协同效应，能够有效的提高柔性电极的电容特性，提高柔性电极的电容量。但是，结果却表明，石墨烯与聚苯胺结合制备的柔性电极，其电化学性能比预期的性能低很多；也就是说，实践生产出来的石墨烯柔性电极的电容量，虽然也能够基本满足超级电容器的使用需求，但是，其实际电容量比理论预期的电容量要小很多。

发明内容

针对现有技术中存在的石墨烯与聚苯胺结合制备的柔性电极，其电化学性能比预期的性能低很多的问题，本发明的目的是提供一种石墨烯柔性电极复合膜的制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种石墨烯柔性电极复合膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将石墨烯粉按照Hummers的方法制备成氧化石墨烯粉末；

步骤2，将氧化石墨烯粉末与氢氧化钠溶液混合，超声均匀后，形成氧化石墨烯混液；

步骤3，向氧化石墨烯混液中加入5-氨基水杨酸，反应后经过洗涤和过滤，得到水杨酸改性氧化石墨烯；

步骤4，将水杨酸改性氧化石墨烯与去离子水混合后，加入部分解离的多聚烟酸铬，反应后得到多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物；

步骤5，将多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物与去离子水混合后，加入苯胺进行聚合，反应结束后，得到聚苯胺/多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物分散液；

步骤6，将聚苯胺/多聚烟酸铬/氧化石墨烯复合产物分散液使用真空抽滤法制备成氧化石墨烯柔性电极复合膜；

步骤7，将氧化石墨烯柔性电极复合膜使用还原剂加热处理，得到石墨烯柔性电极复合膜；

优选地，所述步骤2中，氧化石墨烯粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:15～20。

优选地，所述步骤3中，5-氨基水杨酸与氧化石墨烯混液的质量比为1:8～12。

优选地，所述步骤4中，水杨酸改性氧化石墨烯与去离子水的质量比为1:5～10。

优选地，所述步骤4中，部分解离的多聚烟酸铬的制备过程为：

a.称取多聚烟酸铬加入至去离子水中，充分搅拌后，得到多聚烟酸铬混液；其中，多聚烟酸铬与离子水的质量比为1:5～10；