本发明专利技术公开了一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯加入CH3CN溶液中超声分散；(2)依次加入碱性试剂、光催化剂和氟化试剂，搅拌均匀后于光照下反应，过滤，洗涤，冷冻干燥；(3)加入去离子水中超声分散，加入水合肼，混合均匀后搅拌反应，过滤，洗涤，烘干，即得。本发明专利技术还公开了一种疏水导电柔性复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：将疏水石墨烯导电材料加入DMF溶液中超声分散，然后加入TPU粒子溶胀，待溶胀完全后搅拌至混合均匀涂布于光滑玻璃板上，烘干，即得。本发明专利技术采用光催化条件常温常压下即可反应，反应条件温和；不破坏石墨烯共轭结构，制得的产品具有良好的疏水和导电性能。具有良好的疏水和导电性能。具有良好的疏水和导电性能。
【技术实现步骤摘要】
一种疏水石墨烯导电材料及其复合膜的制备方法
[0001]本专利技术涉及石墨烯导电材料制备
，更具体的说是涉及一种疏水石墨烯导电材料及其复合膜的制备方法。
技术介绍
[0002]随着科学技术的快速发展，人们对导电材料的使用需求不断增加。石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，由于其特殊的单原子层结构决定了其独特的物理性质，如高强度，高模量，高导热性能，高电子迁移率，高比表面积和高阻隔性能等，使其在导电材料中具有重要的应用前景。
[0003]但是，现有的石墨烯导电材料难以满足在潮湿环境下的使用，因此人们又开始探索疏水改性石墨烯的方法。
[0004]中国专利CN112624098A公开了一种高氟碳比超疏水氟化石墨烯的制备方法，但该方法破坏了石墨烯的共轭结构，从而使其导电性能受到影响，且反应过程中需使用高温高压环境。
[0005]因此，提供一种反应条件温和，且不影响石墨烯导电性能的疏水石墨烯导电材料的制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种疏水石墨烯导电材料及其复合膜的制备方法，以解决现有技术中的不足。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，在光催化条件下将氧化石墨烯上的COOH取代为
‑
F，得到氟化氧化石墨烯；再将氟化氧化石墨烯通过还原剂还原得到疏水导电的氟化石墨烯。具体包括以下步骤：
[0009](1)将氧化石墨烯加入CH3CN(乙腈)溶液中超声分散，得到氧化石墨烯分散液；
[0010](2)向氧化石墨烯分散液中依次加入碱性试剂、光催化剂和氟化试剂，搅拌均匀后于光照下反应，过滤，洗涤，冷冻干燥，得到氟化氧化石墨烯；
[0011]反应式为：
[0012][0013](3)将氟化氧化石墨烯加入去离子水中超声分散，加入水合肼，混合均匀后搅拌反
应，过滤，洗涤，烘干，即得疏水石墨烯导电材料。
[0014]进一步，上述步骤(1)中，氧化石墨烯由Hummers法制得；CH3CN溶液中，水和CH3CN的体积比为10:(0.1
‑
3)；氧化石墨烯分散液的固体质量百分比为0.1％
‑
1.5％。
[0015]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，乙腈是极性较强的有机溶剂，易与水互溶，加入乙腈可提高氧化石墨烯在溶液中的分散。
[0016]进一步，上述步骤(1)和(3)中，超声分散的功率为800W，时间为0.5h。
[0017]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过超声分散，在空化效应、高温、高压、微射流和强振动等附加效应下，氧化石墨烯分子间的距离会不断增加，终导致分子破碎，形成单分子结构，从而获得只有一个碳原子厚度的单层石墨烯。
[0018]进一步，上述步骤(2)中，碱性试剂、光催化剂、氟化试剂和氧化石墨烯的质量比为(0.01
‑
0.2):(0.01
‑
0.05):(0.5
‑
3):1。更进一步，碱性试剂为NaOH(氢氧化钠)和/或Na2HPO4(磷酸氢二钠)；光催化剂为Ru(dtbbpy)3(PF6)2、Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6和Cr(phen)3(PF6)3中的至少一种；氟化试剂为N
‑
氟苯磺酰亚胺(NFSI)和/或N
‑
氟吡啶三氟甲磺酸盐。
[0019]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，氟化试剂在光催化剂的活化下进攻氧化石墨烯端位的羧基，脱去一分子
‑
CO2，形成C
‑
F键，从而得到氟化氧化石墨烯。
[0020]进一步，上述步骤(2)中，光照为400
‑
500nm的光源照射；反应的时间为3
‑
6h；冷冻干燥的温度为(
‑
40)
‑
(
‑
20)℃，时间为48
‑
72h。
[0021]进一步，上述步骤(3)中，氟化氧化石墨烯、去离子水和水合肼的质量比为1:80:(0.6
‑
0.8)，优选为1:80:0.7；水合肼的加入条件为90℃水浴；搅拌反应的时间为80min；烘干的温度为80℃，时间为2
‑
6h。
[0022]一种疏水导电柔性复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：将上述制备方法制得的疏水石墨烯导电材料加入DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺)溶液中超声分散，然后加入TPU(热塑性聚氨酯弹性体)粒子溶胀，待溶胀完全后搅拌至混合均匀涂布于光滑玻璃板上，烘干，即得疏水导电柔性复合膜。
[0023]进一步，上述疏水石墨烯导电材料、DMF溶液和TPU粒子的质量比为1:50:10；超声分散的功率为800W，时间为0.5h；烘干的温度为120℃，时间为20min。
[0024]采用上述进一步技术方案的有益效果在于，TPU是一种具有高张力、高回弹等优异的力学性能及耐老化特性的有机高分子合成材料，与疏水石墨烯导电材料复合可得到力学性能优异、导电性能稳定的疏水导电柔性复合膜。
[0025]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0026]1、本专利技术采用光催化条件常温常压下即可反应，反应条件温和；
[0027]2、本专利技术改性过程中不破坏石墨烯共轭结构，制得的石墨烯材料具有良好的疏水及导电性能。
附图说明
[0028]图1为使用相机拍摄的水滴接触基于实施例1固体产物制得的柔性复合膜表面瞬间的情况；
[0029]图2为采用静滴接触角测量仪拍摄的基于实施例1固体产物制得的柔性复合膜表面液接触角情况；
[0030]图3为使用相机拍摄的水滴接触基于对比例固体产物制得的柔性复合膜表面瞬间的情况；
[0031]图4为采用静滴接触角测量仪拍摄的基于对比例固体产物制得的柔性复合膜表面液接触角情况。
具体实施方式
[0032]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]疏水石墨烯导电材料的制备方法，具体包括以下步骤：
[0035](1)将1.5mL CH3CN和150mL去离子水混合均匀，加入1.5g由Hummers法制得的氧化石墨烯，800W条件下超声分散0.5h，得到氧化石墨烯分散液；
[0036](2)在搅拌条件下，向氧化石墨烯分散液中依次加入0.1g摩尔比1:1的NaOH/Na2HPO4混合物、0.03g的Ru(dtbbpy)3(PF6)2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯加入CH3CN溶液中超声分散，得到氧化石墨烯分散液；(2)向氧化石墨烯分散液中依次加入碱性试剂、光催化剂和氟化试剂，搅拌均匀后于光照下反应，过滤，洗涤，冷冻干燥，得到氟化氧化石墨烯；(3)将氟化氧化石墨烯加入去离子水中超声分散，加入水合肼，混合均匀后搅拌反应，过滤，洗涤，烘干，即得疏水石墨烯导电材料。2.根据权利要求1所述的一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯由Hummers法制得。3.根据权利要求1所述的一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述CH3CN溶液中，水和CH3CN的体积比为10:(0.1
‑
3)；所述氧化石墨烯分散液的固体质量百分比为0.1％
‑
1.5％。4.根据权利要求1所述的一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(3)中，所述超声分散的功率为800W，时间为0.5h。5.根据权利要求1所述的一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱性试剂、光催化剂、氟化试剂和氧化石墨烯的质量比为(0.01
‑
0.2):(0.01
‑
0.05):(0.5
‑
3):1。6.根据权利要求1或5所述的一种疏水石墨烯导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱性试剂为NaOH和/或Na2HPO4；所述光催化剂为Ru(dtbbpy)3(PF6)2、Ir[dF(CF3)ppy]2(d...
【专利技术属性】
技术研发人员：许超，洪一中，吴生煜，许静，
申请(专利权)人：厦门捌斗新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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