[发明专利]一种高导电性碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高导电性碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备的方法。该方法是将氧化石墨烯与碳纳米管混合、分散，并添加还原剂将氧化石墨烯还原，冻干燥制备出碳纳米管/石墨烯气凝胶；然后通过真空辅助浸渍的方式将含有苯乙烯单体的混合物填充到气凝胶的空隙中，并通过原位聚合反应得到碳纳米管/石墨烯/聚苯乙烯复合材料，最后对所制得的复合材料进行热处理。本发明工艺简单，过程绿色环保，得到的骨架气凝胶具有低密度、高孔隙率等优点，与聚苯乙烯复合以后得到的复合材料比纯苯乙烯具有更高的强度，并具有较高的导电性能。

主权项

1.一种高导电性碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、碳纳米管/石墨烯气凝胶的制备/nS1-1、采用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯悬浮液；/nS1-2、分别称取碳纳米管和步骤S1-1制备的氧化石墨烯悬浮液置于容器中，超声分散3～4h，使得碳纳米管和氧化石墨烯分散均匀，得分散液；/nS1-3、向S1-2制备得到的分散液中加入还原剂抗坏血酸，搅拌均匀，在65～90℃下密封6～8h，得到碳纳米管/石墨烯水凝胶；/nS1-4、将上述水凝胶先置于去离子水中浸泡2～3天，再用无水乙醇浸泡2～3天,然后分装到称量瓶中并置于冰箱中预冷冻11～13h，将预冷冻好的凝胶放在冷冻干燥机中冷冻干燥36～60h得到碳纳米管/石墨烯气凝胶；/nS2、碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备/nS2-1、将苯乙烯单体和偶氮二异丁氰引发剂混合并搅拌均匀，得预聚体混合液；所述苯乙烯单体、偶氮二异丁氰的质量配比为20：(0.04～0.07)；/nS2-2、将步骤S2-1制备的预聚体混合液滴加到步骤S1制备的气凝胶中，通过真空辅助浸渍的方式，使气凝胶的空隙全部被上述混合物填满；所述苯乙烯单体和偶氮二异丁氰构成的预聚体混合液的用量需要把碳纳米管/氧化石墨烯气凝胶淹没；/nS2-3、对填好预聚体混合液的气凝胶升温，使碳纳米管/石墨烯气凝胶与苯乙烯单体进行原位聚合反应，反应后即可得到碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料；/nS3、碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料的热处理/n将步骤S2制备的碳纳米管/石墨烯气凝胶/聚苯乙烯复合材料放入模具中，加热到聚苯乙烯的玻璃化转变温度，然后加压，压缩复合材料高度的10％，自然冷却到室温。/n