一種石墨烯/pva復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)屬于石墨稀制備技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種石墨稀/PVA復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是一種只有一個(gè)原子厚度的二維碳膜,是人們迄今發(fā)現(xiàn)的唯一一種由單層原子構(gòu)成的材料,碳膜中碳原子之間由化學(xué)鍵連接成六角網(wǎng)絡(luò),由于碳原子之間的化學(xué)鍵由sp2雜化軌道組成,因此石墨烯很頑強(qiáng),具備可彎折、導(dǎo)電性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度好、透光性好等其他新材料不具備的優(yōu)良特性。石墨烯具備非比尋常的導(dǎo)電性能,電阻率很小,電子可以極高效地迀移,這方面性能要比傳統(tǒng)的導(dǎo)體和半導(dǎo)體高很多;電子在石墨烯中迀移不存在電子與原子的碰撞,可以大大減少能量損耗;石墨烯具備極好的透光性,但是不透氣,可以用來開發(fā)新一代保護(hù)層材料,并且可以用來開發(fā)透明電子產(chǎn)品及可穿戴電子產(chǎn)品。石墨烯產(chǎn)品的制備方法多樣,但是存在一些弊端,比如在有機(jī)溶劑中的分散性、以及與聚合物之間的相容性較差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]本申請(qǐng)實(shí)施例公開一種石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,包括:
[0006](I)、將石墨粉、高錳酸鉀加入到濃硫酸中,在40?60°C下反應(yīng)2?3小時(shí),然后升溫至75?90°C,反應(yīng)0.5?I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨;
[0007](2)、將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I?2小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液;
[0008](3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨烯的含量為0.2wt%。
[0009]優(yōu)選的,在上述的石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法中,所述步驟⑴中,石墨粉和高猛酸鉀的質(zhì)量比為1:1?1:4。
[0010]優(yōu)選的,在上述的石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法中,所述步驟⑴中,石墨粉和高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:1。
[0011 ] 優(yōu)選的,在上述的石墨稀/PVA復(fù)合材料的制備方法中,所述石墨稀/PVA復(fù)合材料中,石墨稀的含量為0.2?0.7wt%。
[0012]優(yōu)選的,在上述的石墨稀/PVA復(fù)合材料的制備方法中,所述石墨稀/PVA復(fù)合材料中,石墨烯的含量為0.2wt%。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明由低氧化度的石墨烯制備的復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1所示為實(shí)施例1中復(fù)合材料的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明通過下列實(shí)施例作進(jìn)一步說明:根據(jù)下述實(shí)施例,可以更好地理解本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,實(shí)施例所描述的具體的物料比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]將0.5g石墨粉、0.5g高錳酸鉀加入到50ml的濃硫酸中,在40°C下反應(yīng)2小時(shí),然后升溫至75°C,反應(yīng)I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨。
[0019]將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液。
[0020]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨稀的含量為0.2wt%。
[0021]圖1所示為實(shí)施例1中復(fù)合材料的SEM圖。圖中可以看出,納米片層有序的填充在聚合物中,斷面形貌均一,無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0022]對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,其楊氏模量和拉伸強(qiáng)度分別達(dá)到6.02Gpa和129.1MPa0
[0023]實(shí)施例2
[0024]將0.5g石墨粉、Ig高錳酸鉀加入到50ml的濃硫酸中,在40°C下反應(yīng)2小時(shí),然后升溫至75°C,反應(yīng)I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨。
[0025]將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液。
[0026]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨稀的含量為0.2wt%。
[0027]實(shí)施例3
[0028]將0.5g石墨粉、1.5g高錳酸鉀加入到50ml的濃硫酸中,在40°C下反應(yīng)2小時(shí),然后升溫至75°C,反應(yīng)I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨。
[0029]將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液。
[0030]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨稀的含量為0.2wt%。
[0031]實(shí)施例4
[0032]將0.5g石墨粉、2g高錳酸鉀加入到50ml的濃硫酸中,在40°C下反應(yīng)2小時(shí),然后升溫至75°C,反應(yīng)I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨。
[0033]將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液。
[0034]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨稀的含量為0.2wt%。
[0035]在此,還需要說明的是,為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明,在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟,而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0036]最后,還需要說明的是,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括: (1)、將石墨粉、高錳酸鉀加入到濃硫酸中,在40?60°C下反應(yīng)2?3小時(shí),然后升溫至75?90°C,反應(yīng)0.5?I小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨; (2)、將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散I?2小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液; (3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨稀的含量為0.2wt%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,其特征在于:所述步驟(I)中,石墨粉和高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:1?1:4。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,其特征在于:所述步驟(I)中,石墨粉和高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀/PVA復(fù)合材料的制備方法,其特征在于:所述石墨稀/PVA復(fù)合材料中,石墨烯的含量為0.2?0.7wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨稀/PVA復(fù)合材料的制備方法,其特征在于:所述石墨稀/PVA復(fù)合材料中,石墨烯的含量為0.2wt%。
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種石墨烯/PVA復(fù)合材料的制備方法,包括:(1)、將石墨粉、高錳酸鉀加入到濃硫酸中,在40~60℃下反應(yīng)2~3小時(shí),然后升溫至75~90℃,反應(yīng)0.5~1小時(shí),降溫、離心沉降、洗滌、干燥后得到氧化石墨;(2)、將氧化石墨加入到去離子水中進(jìn)行超聲分散1~2小時(shí),然后離心除去未剝離的氧化石墨,得到氧化石墨烯水溶液;(3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA,得到混合溶液,蒸發(fā)溶劑獲得石墨烯/PVA復(fù)合材料,石墨烯的含量為0.2wt%。本發(fā)明由低氧化度的石墨烯制備的復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。
【IPC分類】C08L23/08, C08K3/04, C08K9/02
【公開號(hào)】CN105199212
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510527080
【發(fā)明人】仲崇明, 汪衛(wèi)幫
【申請(qǐng)人】蘇州卓偉企業(yè)管理咨詢有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日