CN108751177A - 一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法，本发明将石墨烯分散到碳酸二甲酯中，加入酯胺改性聚噻吩，高温反应，实现了聚噻吩对石墨烯的插层，同时，通过酯胺与碳酸二甲酯的反应，得到的季铵盐可以进一步改善成品石墨烯的综合品质，比如抑菌、吸附等性能，本发明实现了聚噻吩在石墨烯间的稳定插层，得到了稳定的导电复合材料，扩大了成品的应用范围。

Description

一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法
技术领域
本发明属于插层石墨烯领域，具体涉及一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子组成的特殊二维材料，因其具有高导电性、高机械强度、超大比表面积、高热导等极其优异的综合物理性能，在电子、航天军工、新能源等各种领域具有重要应用价值；
聚噻吩因其良好的光学、电学和环境稳定性，受到科研工作者的重视，其与无机材料复合形成有机无机复合材料也是目前研究的重点，但是由于聚噻吩与石墨烯的相容性较差，形成的复合材料稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取4-6重量份的硬脂酸，加入到其重量8-10倍的氯仿中，搅拌均匀，加入30-40重量份的聚噻吩，超声1-2小时，蒸馏除去噻吩，得预处理聚噻吩；
(2)取5-7重量份的三乙醇胺、预处理聚噻吩混合，加入混合料重量2-3％的对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为170-180℃，搅拌反应5-6小时，冷却至常温，得酯胺改性聚噻吩；
(3)取110-130重量份的石墨烯，加入到其重量1.4-2倍的碳酸二甲酯中，加入5-7重量份的硬脂酸钙，升高温度为40-50℃，保温搅拌1-2小时，得石墨烯分散液；
(4)取上述酯胺改性噻吩，加入到石墨烯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55-60℃，反应37-40小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-70℃下干燥5-7小时，即得。
本发明的优点：
本发明首先采用硬脂酸处理聚噻吩，再与三乙醇胺共混，在催化剂作用下反应，得酯胺改性聚噻吩，之后将石墨烯分散到碳酸二甲酯中，加入酯胺改性聚噻吩，高温反应，实现了聚噻吩对石墨烯的插层，同时，通过酯胺与碳酸二甲酯的反应，得到的季铵盐可以进一步改善成品石墨烯的综合品质，比如抑菌、吸附等性能，本发明实现了聚噻吩在石墨烯间的稳定插层，得到了稳定的导电复合材料，扩大了成品的应用范围。
具体实施方式
实施例1
一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取6重量份的硬脂酸，加入到其重量10倍的氯仿中，搅拌均匀，加入40重量份的聚噻吩，超声2小时，蒸馏除去噻吩，得预处理聚噻吩；
(2)取7重量份的三乙醇胺、预处理聚噻吩混合，加入混合料重量3％的对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为180℃，搅拌反应6小时，冷却至常温，得酯胺改性聚噻吩；
(3)取130重量份的石墨烯，加入到其重量2倍的碳酸二甲酯中，加入7重量份的硬脂酸钙，升高温度为50℃，保温搅拌2小时，得石墨烯分散液；
(4)取上述酯胺改性噻吩，加入到石墨烯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，反应40小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在70℃下干燥7小时，即得。
实施例2
一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取4重量份的硬脂酸，加入到其重量8倍的氯仿中，搅拌均匀，加入30重量份的聚噻吩，超声1小时，蒸馏除去噻吩，得预处理聚噻吩；
(2)取5重量份的三乙醇胺、预处理聚噻吩混合，加入混合料重量2％的对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为170℃，搅拌反应5小时，冷却至常温，得酯胺改性聚噻吩；
(3)取110重量份的石墨烯，加入到其重量1.4倍的碳酸二甲酯中，加入5重量份的硬脂酸钙，升高温度为40℃，保温搅拌1小时，得石墨烯分散液；
(4)取上述酯胺改性噻吩，加入到石墨烯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55℃，反应37小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50℃下干燥5小时，即得。
性能测试：
本发明实施例1的聚噻吩插层石墨烯的电导率为0.2×104S/m、缺口冲击强度(kJ/m2)为11、比表面积可达602m2/g；
本发明实施例2的聚噻吩插层石墨烯的电导率为1.6×104S/m、缺口冲击强度(kJ/m2)为12、比表面积可达573m2/g。

Claims (1)

1.一种聚噻吩插层石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取4-6重量份的硬脂酸，加入到其重量8-10倍的氯仿中，搅拌均匀，加入30-40重量份的聚噻吩，超声1-2小时，蒸馏除去噻吩，得预处理聚噻吩；
(2)取5-7重量份的三乙醇胺、预处理聚噻吩混合，加入混合料重量2-3％的对甲基苯磺酸，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为170-180℃，搅拌反应5-6小时，冷却至常温，得酯胺改性聚噻吩；
(3)取110-130重量份的石墨烯，加入到其重量1.4-2倍的碳酸二甲酯中，加入5-7重量份的硬脂酸钙，升高温度为40-50℃，保温搅拌1-2小时，得石墨烯分散液；
(4)取上述酯胺改性噻吩，加入到石墨烯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55-60℃，反应37-40小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-70℃下干燥5-7小时，即得。
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