[发明专利]聚吡咯纳米线阵列/石墨烯片/锰氧化物复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚吡咯纳米线阵列/石墨烯片/锰氧化物复合材料的制备方法。以氧化石墨烯三维结构为骨架，利用吡咯链段上带正电的氮和氧化石墨烯表面上的环氧键之间的静电张力在氧化石墨烯表面生长聚吡咯纳米线阵列，加入高锰酸钾溶液和过量的硫酸锰溶液到聚吡咯纳米线/氧化石墨烯混合液中，生成的二氧化锰沉积在氧化石墨烯片上面；同时，过量的带正电的Mn(Ⅱ)离子进入到负电性的氧化石墨烯片层间，并与氧化石墨烯发生氧化还原反应而生成Mn(Ⅲ)离子，同时将氧化石墨烯还原为石墨烯，然后通过水热法生成的纳米四氧化三锰颗粒沉积在还原后的石墨烯层之间，最终制备出聚吡咯纳米线阵列/石墨烯片/锰氧化物复合材料。

主权项

1.一种聚吡咯纳米线阵列/石墨烯片/锰氧化物复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将三维氧化石墨烯溶解于去离子水中，超声10 min制得三维氧化石墨烯溶液，即为水相；（2）将提纯后的吡咯溶解在氯仿中制得油相，与步骤（1）制得的水相混合，采用界面聚合法，在0~5 ℃下反应24 h，油水界面出现墨绿色的产物，经过滤、洗涤后，60 ℃下干燥12h，即制得氧化石墨烯/聚吡咯纳米线复合材料；（3）取步骤（2）制得的氧化石墨烯/聚吡咯纳米线复合材料溶解在去离子水中，充分搅拌下加入KMnO4溶液和MnSO4溶液，超声处理5 min后转移至高压反应釜中，180 ℃下反应4h，然后冷却至室温制得混合溶液；（4）向步骤（3）制得的混合溶液中加入NaOH溶液，超声处理5 min后，180 ℃下反应2 h，自然冷却至室温后，所得产物用去离子水洗涤至中性后进行干燥，即制得聚吡咯纳米线阵列/石墨烯片/锰氧化物复合材料；所述提纯后的吡咯与三维氧化石墨烯的质量比为0.1~4:1；所述MnSO4与NaOH的物质的量之比为3:5；所述MnSO4与KMnO4的物质的量之比为9:1；所述锰氧化物与三维氧化石墨烯的质量比为0.05~0.5:1，所述锰氧化物中二氧化锰和四氧化三锰的物质的量之比为1:1。