一种π-π共轭分子限域聚合石墨烯复合薄膜材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种π‑π共轭分子限域聚合石墨烯复合薄膜材料的制备方法。氧化石墨烯薄膜在自然干燥程中经历毛细收缩以及弱界面作用，使得薄膜取向度和密实度低，因此，制备高力学的石墨烯碳薄膜成为难点。为此，本发明专利技术采用外力持续拉伸氧化石墨烯薄膜的策略，实现了纳米片规整取向，在氧化石墨烯层间引入长链分子10,12‑二十五碳二炔‑1醇(PCO)形成共价键固定氧化石墨烯纳米片规整结构，将氧化石墨烯还原成石墨烯后，在石墨烯层间引入含有连炔和菲罗啉环的π‑π长链分子(BPATD)进一步固定石墨烯纳米片规整结构，实现了石墨烯复合膜有序组装(共价键和π‑π相互作用)。最后在紫外光照下PCO和BPATD限域聚合，制备的石墨烯复合薄膜(US‑SB‑rGO)拉伸强度高达1.97 GPa,模量达107.67 GPa。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种π-π共轭分子限域聚合石墨烯复合薄膜材料的制备方法，属于纳米复合材料制备领域。

技术介绍

1、目前报道将石墨烯纳米片组装成宏观薄膜的组装方法有很多，例如溶液蒸发(acsnano 2014, 8, 9511.)、刮涂法(science 2024, 385, 62.)、离心铸造(adv. mater.2020, 32, 1907411.)、超铺展取向(nature 2020, 580, 210.)、层层自组装(science2015, 348, 2491.)、有序组装(nat. commun. 2018, 9, 1.)、界面交联(science 2021,374, 96.)、孔隙填充(nat. commun. 2020, 11, 2077.)、限域组装(science 2024, 383,771.)等策略已被用于提升二维纳米材料的力学性能，并取得显著效果。然而，通过湿化学法组装的二维纳米材料在干燥过程中随着溶剂的蒸发不可避免地会发生毛细收缩，使纳米片产生更多的褶皱，严重影响到材料的力学性能。研究者们通过增大纳米片和液体的接触角以及溶剂置换在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种π-π共轭分子限域聚合石墨烯复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述低温为5 ℃～10 ℃；所述单层氧化石墨烯纳米片的片径为5-60 μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述刮涂的速度为10 mm/s～100 mm/s，所述刮涂的温度为25 ℃～35 ℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述氧化石墨烯凝胶膜在持续外力拉伸作用规整取向。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，所述交联剂为10,...

【技术特征摘要】

1.一种π-π共轭分子限域聚合石墨烯复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述低温为5 ℃～10 ℃；所述单层氧化石墨烯纳米片的片径为5-60 μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，所述刮涂的速度为10 mm/s～100 mm/s，所述刮涂的温度为25 ℃～35 ℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述氧化石墨烯凝胶膜在持续外力拉伸作用规整取向。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4中，所述交联剂为10,12-二十五碳二炔-1醇的二氯甲烷溶液，所述10,12-二十五碳二炔-1醇的浓度为15 mm，所述10,12-二十五碳二炔-1醇的质量分数为0.5-3 %，交联反应的时间为1-3 h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5中，所述还原剂为氢碘酸，所述还原反应的时间为12 h。

7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：程群峰，郑路平，戚澳鑫，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：