[发明专利]一种石墨烯/聚苯胺柔性电极的一步电化学制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯/聚苯胺（PANI）柔性电极的一步电化学制备方法。该方法首先将石墨烯纳米片加入到分散剂中超声分散，再加入苯胺单体和酸性溶液进一步超声分散形成均匀混合溶液；然后将柔性导电基片作工作电极，以铂片电极作对电极，以饱和甘汞电极作参比电极，置于上述配制的含有石墨烯、苯胺与酸液的混合溶液中，连续磁力搅拌的同时进行电化学聚合，反应结束后样片依次用无水乙醇、去离子冲洗，真空干燥即可得到一步电化学法制备的石墨烯/聚苯胺柔性电极。该电极采用柔性导电PET等塑料作为导电基片，具备良好的柔韧性、轻便性，可随意卷曲，弯折的优势有望成为玻璃等硬质衬底的更新换代产品。

主权项

一种石墨烯/ 聚苯胺柔性电极的一步电化学制备方法，其特征在于步骤如下：（1）将石墨烯纳米片加入分散剂中超声分散0.1 ～ 12h，形成均匀分散，浓度为0.1～50g/L 的石墨烯分散液；（2）将苯胺单体和酸性溶液依次加入步骤（1）所得的石墨烯分散液，再次超声分散0.1～12h，配制成均匀的混合电解质溶液；（3）选取柔性导电基片作工作电极，铂片电极作对电极，饱和甘汞电极作参比电极，以无水乙醇、去离子水依次清洗三电极，干燥待用；（4）将三电极置于步骤（2）所得的混合电解质溶液中，持续磁力搅拌；采用三电极体系，在工作电极表面通过一步电化学法电沉积聚苯胺，同时石墨烯纳米片掺入聚苯胺膜层，形成石墨烯/ 聚苯胺复合薄膜；所述的一步电化学法包括恒电位法，设置阳极电位为0.8～2.4V，聚合时间为100～2000s ；恒电流法，设置阳极电流为0.1～10mA/cm2，聚合时间为100～2000s；循环伏安法，设置控制电位在‑0.2～2.0 V，扫描速率为10～200 mV/s，循环扫描次数为100～2000 次；（5）取出工作电极，依次用无水乙醇、去离子水洗涤，在40 ～ 100℃真空干燥处理10～100h，最终获得一种石墨烯/ 聚苯胺柔性复合电极材料；其中，步骤（3）中的柔性导电基片为透明导电PET 塑料、导电PBT 塑料、导电PEN 塑料、导电PC 塑料、导电PMMA 塑料、导电PI 塑料；所述步骤（2）中苯胺单体与石墨烯的质量比为100:1～1:10；所述步骤（2）中酸性溶液为硫酸、盐酸或高氯酸；所述步骤（2）中酸性溶液以电解质溶液为基准的浓度为0.1～2mol/L。