【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯复合材料领域，具体涉及一种高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液的制备方法及其制备低缺陷氧化石墨烯复合薄膜的应用。
技术介绍
1、石墨烯是由单层sp2碳原子紧密堆积成蜂窝状晶格结构的二维碳材料。早在上世纪90年底末便有研究者积极展开制备石墨烯的工作，但因实验条件及测试水平等原因得出石墨烯不能以自由态在室温下稳定存在的论断。直至2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆(andre geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(konstantin novoselov)成功使用微机械剥离法获得了稳定存在的单层石墨烯，这一发现引起了研究人员的广泛关注，石墨烯作为二维材料的开拓者凭借其优异的理化性质在诸多领域展现出强大的应用潜力。
2、氧化石墨烯作为石墨烯的氧化物，在其表面及边缘引入了大量的含氧官能团，包括羧基、羟基、羰基、环氧基等，加之在水中氧化石墨烯边缘的羧基质子化，从而带有丰富的负电荷，片层间由于静电斥力相互排斥，所以氧化石墨烯在水中可长期稳定分散。
3、非离子型水溶性聚合物是一种亲水性的高分子材料，能在水中充分溶解或溶胀，同时具有优异的性能。目前，基于氧化石墨烯优异的水溶性和性能，常采用溶液共混的绿色环保方法来制备氧化石墨烯-非离子型水溶性聚合物复合膜。但是对复合材料本身而言，其所制备材料的原液的均匀性对其性能的影响是不可忽视的，默认氧化石墨烯与非离子型水溶性聚合物的混溶性极好，现实并非如此。进而两者之间本身较差的混溶性会造成薄膜表面缺陷多，降低性能。
技术实现思路b>
1、本专利技术的目的是提出一种高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液及低缺陷氧化石墨烯复合薄膜的制备方法，以解决现有方法中氧化石墨烯与非离子型水溶性聚合物相容性差，进而造成复合薄膜缺陷多、性能差的问题。本专利技术通过提前对氧化石墨烯水溶液和聚合物水溶液在70-98℃下进行预热1-3min，立马将两者混合以200-500r/min的速度搅拌5-15min，高温破坏氢键作用，避免高分子的吸附桥连作用，制备高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液，进一步地，结合铺膜干燥法，可以制备出低缺陷氧化石墨烯复合薄膜。
2、本专利技术采用如下技术方案：一种高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液的制备方法，包括：将氧化石墨烯水溶液和聚合物水溶液分别在70-98℃下预热1-3min后，立即以质量比20：1～100：1将两者混合，200-500r/min的速度搅拌5-15min，制得所述氧化石墨烯-聚合物复合溶液；所述聚合物为非离子型水溶性聚合物。
3、进一步地，氧化石墨烯水溶液为2-10mg/ml氧化石墨烯(go)水相分散液。
4、进一步地，聚合物水溶液为0.01-1wt％的非离子型水溶性聚合物水溶液，所述非离子型水溶性聚合物为聚乙烯醇(pva)、聚氧化乙烯(peo)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)或羟乙基纤维素(hec)。
5、进一步地，将聚合物加入到水中，加热搅拌使其充分溶解，得到0.01-1wt％聚合物水溶液。
6、采用上述方法制备得到的高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液在制备低缺陷氧化石墨烯复合薄膜中的应用。
7、本专利技术还提供上述高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液制备低缺陷氧化石墨烯复合薄膜的方法，至少包括刮膜步骤和干燥步骤。
8、进一步地，将氧化石墨烯-聚合物复合溶液在混匀机中脱泡10-30min，置于基底上，刮刀与基底保持1-5mm的间隙，匀速用刮刀将铺膜原液涂平，干燥后得到低缺陷氧化石墨烯复合薄膜。
9、进一步地，所述基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚四氟乙烯(ptfe)。
10、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
11、(1)通过高温预热，破坏氧化石墨烯与非离子水溶性聚合物之间的氢键作用，避免聚合物对氧化石墨烯产生吸附桥连进而导致氧化石墨烯片与片之间的堆叠，制备出高相容性氧化石墨烯-聚合物复合溶液。
12、(2)利用高相容性氧化石墨烯-聚合物复合溶液制备出低缺陷氧化石墨烯复合薄膜，达到所期望的加入聚合物对氧化石墨烯复合薄膜增强增韧的目的，提升氧化石墨烯复合薄膜性能。
13、(3)制备方法简单，易操作，效率高。
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1.一种高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液的制备方法，其特征在于，包括：将氧化石墨烯水溶液和聚合物水溶液分别在70-98℃下预热1-3min后，立即以质量比20：1～100：1将两者混合，200-500r/min的速度搅拌5-15min，制得所述氧化石墨烯-聚合物复合溶液；所述聚合物为非离子型水溶性聚合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯水溶液为2-10mg/ml氧化石墨烯(GO)水相分散液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚合物水溶液为0.01-1wt％的非离子型水溶性聚合物水溶液，所述非离子型水溶性聚合物为聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或羟乙基纤维素(HEC)。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将非离子型水溶性聚合物加入到水中，加热搅拌使其充分溶解，得到0.01-1wt％聚合物水溶液。
5.权利要求1所述方法制备得到的高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液在制备低缺陷氧化石墨烯复合薄膜中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将氧化石墨烯-聚合物复合溶液在混匀机中脱泡10-30min，置于基底上，刮刀与基底保持1-5mm的间隙，匀速用刮刀将铺膜原液涂平，干燥后得到低缺陷氧化石墨烯复合薄膜。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)。
...【技术特征摘要】
1.一种高相容性的氧化石墨烯-聚合物复合溶液的制备方法，其特征在于，包括：将氧化石墨烯水溶液和聚合物水溶液分别在70-98℃下预热1-3min后，立即以质量比20：1～100：1将两者混合，200-500r/min的速度搅拌5-15min，制得所述氧化石墨烯-聚合物复合溶液；所述聚合物为非离子型水溶性聚合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯水溶液为2-10mg/ml氧化石墨烯(go)水相分散液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚合物水溶液为0.01-1wt％的非离子型水溶性聚合物水溶液，所述非离子型水溶性聚合物为聚乙烯醇(pva)、聚氧化乙烯(peo)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)或羟乙基纤维素(hec)。
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