CN109233273A - 一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯‑聚苯胺复合海绵的制备方法,属于功能材料技术领域。本发明将氧化石墨烯与水混合超声,接着加入多巴胺溶液,得预处理分散液;将白腐真菌,甘油,聚乙二醇,水恒温搅拌混合,得混合菌液;按重量份数计,将3~5份混合菌液,8~10份改性增强纤维,20~30份苯胺,5~8份磷脂,20~30份预处理分散液,2~3份营养液和1~2份植物油混合发酵,取出,即得坯料;将坯料用含有水合肼的氮气处理,干燥,即得石墨烯‑聚苯胺复合海绵。本发明技术方案制备的石墨烯‑聚苯胺复合海绵具有优异的力学压缩性能以及电化学性能的特点。

Description

一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法
技术领域
本发明公开了一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,属于功能材料技术领域。
背景技术
聚苯胺属于高分子导电聚合物,具有良好的化学稳定性及热稳定性,易掺杂,电化学可逆,导电率较高,原材料价格低廉,制备方便等其它材料所不具备的优点,从而得到了广泛的应用,在催化剂,电容器,锂电池,防腐技术等方面有着巨大的潜力。是一种具有良好热稳定性、高比电容且易于合成的导电高分子材料,但纯聚苯胺合成后易团聚且电化学循环稳定性较差。作为目前科研前沿的材料,石墨烯是碳原子通过以六边形晶格的形式非常紧密的堆积而形成的单层二维材料,在性能方面具有一些比较优良的性能,如:优异的机械性能、高比表面积、高导电率等。石墨烯-聚苯胺海绵状复合海绵,可广泛应用于可压缩超级电容器及传感器等。
目前,纳米材料在聚合物中得到了很好的应用,其复合材料拥有比常规聚合物更加优异的性能。作为发展速度快、应用广的导电聚合物,聚苯胺具有较高的电导率及比电容、合成简单等优点,但在实际应用中其电化学稳定性及可加工性能较差,而且只有聚苯胺的导电性必须在掺杂了质子酸后才能显现出来,这些问题限制了聚苯胺在一些领域的应用。而针对聚苯胺的不足,石墨烯优异的机械性能、热学性能、较大的比表面积和独特的电学性能可以来弥补聚苯胺的上述问题,形成优势互补,二者复合的复合材料更因协同效应在比电容、稳定性方面得到了比单一材料要好的性能。因此,石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法得到了广泛关注,在航空、绿色能源和电子等领域具有极大的潜能。
而传统石墨烯-聚苯胺复合海绵还存在力学压缩性能以及电化学性能无法进一步提高的问题。因此,如何改善传统石墨烯-聚苯胺复合海绵的缺点,以获取更高综合性能的提升,是其推广与应用于更广阔的领域,满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统石墨烯-聚苯胺复合海绵力学压缩性能以及电化学性能无法进一步提高的的问题,提供了一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)将氧化石墨烯与水按质量比1:5~1:10混合超声,接着加入氧化石墨烯质量0.3~0.5倍的多巴胺溶液,得预处理分散液;
(2)按重量份数计,将0.3~0.5份白腐真菌,3~5份甘油,2~3份聚乙二醇,10~20份水恒温搅拌混合,得混合菌液;
(3)按重量份数计,将3~5份混合菌液,8~10份改性增强纤维,20~30份苯胺,5~8份磷脂,20~30份预处理分散液,2~3份营养液和1~2份植物油混合发酵,取出,即得坯料;
(4)将坯料用含有水合肼的氮气处理,干燥,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。
步骤(2)所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌,彩绒革盖菌,变色栓菌或射脉菌中的任意一种。
步骤(3)所述改性增强纤维的制备过程为:将稻壳纤维粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将20~30份细化稻壳纤维,2~3份二沉池污泥,0.3~0.5份蔗糖,30~40份水混合发酵,过滤,洗涤,冷冻,粉碎,过220目的筛,干燥,保温炭化,即得改性增强纤维。
步骤(3)所述磷脂为蛋黄磷脂,牛奶磷脂或大豆磷脂中的任意一种。
步骤(3)所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.3~0.5份葡萄糖,0.3~0.5份果糖,20~30份水。
步骤(4)所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为5~8%。
步骤(4)所述植物油为菜籽油,大豆油,茶籽油或橄榄油中的任意一种。
本发明的有益效果是:
(1)本发明技术方案,在制备过程中,首先,将氧化石墨烯分散在水中,接着通过加入多巴胺溶液,由于多巴胺溶液呈碱性,能够使得氧化石墨烯片层结构边沿的羧基离子化,由于同种电荷相互排斥,使得氧化石墨烯能够良好的分散在体系中,同时,部分多巴胺能够与氧化石墨烯表面的羟基形成氢键结合,使得多巴胺附着在氧化石墨烯表面,增强氧化石墨烯的吸附性,接着,将混合菌液,改性增强纤维,苯胺,磷脂,预处理分散液,营养液和植物油混合发酵,在发酵过程中,混合菌液中的白腐真菌能够产生漆酶,漆酶具有能够氧化苯胺,并形成自由基促使苯胺交联,形成三维网络,使得体系中氧化石墨烯能够良好的分散并固定在形成的三维网络中,同时,在发酵过程中,微生物代谢产生大量的气体,由于气体的产生和交联过程同步进行,因此体系中能够形成大量均匀的孔隙,从而使得体系力学压缩性能得到进一步的提升;
(2)本发明通过添加改性增强纤维,在制备过程中,稻壳纤维经过发酵,利用微生物的分解作用,使得稻壳纤维间的结合力下降,随后利用液氮冷冻,使得纤维细胞间形成冰晶,再经过球磨,使得细胞壁间的冰晶受到压力而破裂,使得稻壳分离成微米级的纤维晶须,在保温炭化过程中,随着温度的逐渐升高,稻壳纤维内部的有机质逐渐炭化导致内部收缩,同时收缩受到稻壳纤维表面二氧化硅支撑体的阻碍力,导致棒状的稻壳纤维发生螺旋形变,形成螺旋状的纤维,螺旋状的纤维分散在体系中,使得体系有足够的约束力使回到原来位置,在使用过程中,改性增强纤维能够被表面附着多巴胺氧化石墨烯吸附,在体系中的形成导电网络,从而使得产品的电化学性能得到提升。
具体实施方式
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将20~30份细化稻壳纤维,2~3份二沉池污泥,0.3~0.5份蔗糖,30~40份水置于发酵釜中,于温度为30~35℃,转速为100~200r/min条件下,混合发酵3~5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤3~5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以100~120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为650~850℃条件下,保温炭化2~3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:5~1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为55~75kHz条件下,超声分散40~60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.3~0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将0.3~0.5份白腐真菌,3~5份甘油,2~3份聚乙二醇,10~20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为30~35℃,转速为300~500r/min条件下,恒温搅拌混合40~60min,得混合菌液;按重量份数计,将3~5份混合菌液,8~10份改性增强纤维,20~30份苯胺,5~8份磷脂,20~30份预处理分散液,2~3份营养液和1~2份植物油置于发酵釜中,于温度为30~35℃,转速为100~200r/min条件下,混合发酵3~5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以100~120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入30~60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌,彩绒革盖菌,变色栓菌或射脉菌中的任意一种。所述磷脂为蛋黄磷脂,牛奶磷脂或大豆磷脂中的任意一种。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.3~0.5份葡萄糖,0.3~0.5份果糖,20~30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为5~8%。所述植物油为菜籽油,大豆油,茶籽油或橄榄油中的任意一种。
实例1
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将30份细化稻壳纤维,3份二沉池污泥,0.5份蔗糖,40份水置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为850℃条件下,保温炭化3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将0.5份白腐真菌,5份甘油,3份聚乙二醇,20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为35℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌混合60min,得混合菌液;按重量份数计,将5份混合菌液,10份改性增强纤维,30份苯胺,8份磷脂,30份预处理分散液,3份营养液和2份植物油置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌。所述磷脂为蛋黄磷脂。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。所述植物油为菜籽油。
实例2
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将30份细化稻壳纤维,3份二沉池污泥,0.5份蔗糖,40份水置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为850℃条件下,保温炭化3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,得预处理分散液;按重量份数计,将0.5份白腐真菌,5份甘油,3份聚乙二醇,20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为35℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌混合60min,得混合菌液;按重量份数计,将5份混合菌液,10份改性增强纤维,30份苯胺,8份磷脂,30份预处理分散液,3份营养液和2份植物油置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌。所述磷脂为蛋黄磷脂。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。所述植物油为菜籽油。
实例3
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将30份细化稻壳纤维,3份二沉池污泥,0.5份蔗糖,40份水置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为850℃条件下,保温炭化3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将10份改性增强纤维,30份苯胺,8份磷脂,30份预处理分散液,3份营养液和2份植物油置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述磷脂为蛋黄磷脂。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。所述植物油为菜籽油。
实例4
将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将0.5份白腐真菌,5份甘油,3份聚乙二醇,20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为35℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌混合60min,得混合菌液;按重量份数计,将5份混合菌液,30份苯胺,8份磷脂,30份预处理分散液,3份营养液和2份植物油置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌。所述磷脂为蛋黄磷脂。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。所述植物油为菜籽油。
实例5
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将30份细化稻壳纤维,3份二沉池污泥,0.5份蔗糖,40份水置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为850℃条件下,保温炭化3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将0.5份白腐真菌,5份甘油,3份聚乙二醇,20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为35℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌混合60min,得混合菌液;按重量份数计,将5份混合菌液,10份改性增强纤维,30份苯胺,30份预处理分散液,3份营养液和2份植物油置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。所述植物油为菜籽油。
实例6
将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将30份细化稻壳纤维,3份二沉池污泥,0.5份蔗糖,40份水置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天,得发酵混合液,再将发酵混合液过滤,得滤饼,接着用去离子水将滤饼洗涤5次,接着将洗涤后的滤饼置于液氮中冷冻,得冷冻块,接着将冷冻块置于球磨机中球磨粉碎,过220目的筛,得粉碎料,接着将粉碎料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,得干燥粉碎料,接着将干燥粉碎料置于管式炉中,并以120mL/min速率向炉内充入氮气,于温度为850℃条件下,保温炭化3h,即得改性增强纤维;将氧化石墨烯与水按质量比1:10混合置于1号烧杯中,接着将1号烧杯置于超声分散仪中,于超声频率为75kHz条件下,超声分散60min,接着向1号烧杯中加入氧化石墨烯质量0.5倍质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液,得预处理分散液;按重量份数计,将0.5份白腐真菌,5份甘油,3份聚乙二醇,20份水置于2号烧杯中,接着将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中,于温度为35℃,转速为500r/min条件下,恒温搅拌混合60min,得混合菌液;按重量份数计,将5份混合菌液,10份改性增强纤维,30份苯胺,8份磷脂,30份预处理分散液,3份营养液置于发酵釜中,于温度为35℃,转速为200r/min条件下,混合发酵5天后,取出,即得坯料;将坯料置于流化床反应器中,并以120mL/min速率向炉内充入含有水合肼的氮气,持续通入60min后,出料,得预处理坯料,接着将预处理坯料置于烘箱中,于温度为110℃条件下,干燥至恒重,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌。所述磷脂为蛋黄磷脂。所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.5份葡萄糖,0.5份果糖,30份水。所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为8%。
对比例:佛山某材料生产有限公司生产的石墨烯-聚苯胺复合海绵。
将实例1至实例6所得的石墨烯-聚苯胺复合海绵及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
对试件进行10%应变下千次压缩循环来测试试件的力学压缩性能;使用数字多用电表测试出试件电阻值,计算出电导率。
具体检测结果如表1所示:
表1石墨烯-聚苯胺复合海绵具体检测结果
检测项目 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 对比例
千次压缩应力/MPa 3.357 3.142 2.714 2.465 2.149 1.431 0.353
电导率/(10<sup>5</sup>S/m) 12.6 10.8 9.7 9.2 7.4 5.7 3.4
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的石墨烯-聚苯胺复合海绵具有优异的力学压缩性能以及电化学性能的特点,在功能材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (7)

1.一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于具体制备步骤如下:
(1)将氧化石墨烯与水按质量比1:5~1:10混合超声,接着加入氧化石墨烯质量0.3~0.5倍的多巴胺溶液,得预处理分散液;
(2)按重量份数计,将0.3~0.5份白腐真菌,3~5份甘油,2~3份聚乙二醇,10~20份水恒温搅拌混合,得混合菌液;
(3)按重量份数计,将3~5份混合菌液,8~10份改性增强纤维,20~30份苯胺,5~8份磷脂,20~30份预处理分散液,2~3份营养液和1~2份植物油混合发酵,取出,即得坯料;
(4)将坯料用含有水合肼的氮气处理,干燥,即得石墨烯-聚苯胺复合海绵。
2.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述白腐真菌为黄孢原毛平革菌,彩绒革盖菌,变色栓菌或射脉菌中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述改性增强纤维的制备过程为:将稻壳纤维粉碎,过100目的筛,得细化稻壳纤维;按重量份数计,将20~30份细化稻壳纤维,2~3份二沉池污泥,0.3~0.5份蔗糖,30~40份水混合发酵,过滤,洗涤,冷冻,粉碎,过220目的筛,干燥,保温炭化,即得改性增强纤维。
4.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述磷脂为蛋黄磷脂,牛奶磷脂或大豆磷脂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述营养液是由以下重量份数的原料组成:0.3~0.5份葡萄糖,0.3~0.5份果糖,20~30份水。
6.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述含有水合肼的氮气中水合肼的体积含量为5~8%。
7.根据权利要求1所述一种石墨烯-聚苯胺复合海绵的制备方法,其特征在于:步骤(4)所述植物油为菜籽油,大豆油,茶籽油或橄榄油中的任意一种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111773933A (zh) * 2020-06-28 2020-10-16 健帆生物科技集团股份有限公司 聚乳酸透析膜及其制备方法、透析器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244510A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 南京理工大学 漆酶催化电化学组装聚苯胺/氧化石墨烯复合物改性电极及其制备方法和应用
CN106732422A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国石油大学(华东) 一种用于油水分离的石墨烯复合泡沫的制备方法
CN107265952A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 常州力纯数码科技有限公司 一种稻壳纤维水泥板及其制备方法
CN108359092A (zh) * 2018-01-10 2018-08-03 沈阳大学 一种三维介孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法
CN108441079A (zh) * 2018-04-20 2018-08-24 裴文韬 一种复合环氧树脂防静电涂料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244510A (zh) * 2015-10-29 2016-01-13 南京理工大学 漆酶催化电化学组装聚苯胺/氧化石墨烯复合物改性电极及其制备方法和应用
CN106732422A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国石油大学(华东) 一种用于油水分离的石墨烯复合泡沫的制备方法
CN107265952A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 常州力纯数码科技有限公司 一种稻壳纤维水泥板及其制备方法
CN108359092A (zh) * 2018-01-10 2018-08-03 沈阳大学 一种三维介孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法
CN108441079A (zh) * 2018-04-20 2018-08-24 裴文韬 一种复合环氧树脂防静电涂料

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANG JIU-XING等: ""Graphene/polyaniline composite sponge of three-dimensional porous network structure as supercapacitor electrode"", 《CHIN. PHYS. B》 *
罗健萍等: ""三维多孔结构聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及电化学性能"", 《高分子材料科学与工程》 *
许健君: ""石墨烯与聚苯胺复合海绵制备及性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111773933A (zh) * 2020-06-28 2020-10-16 健帆生物科技集团股份有限公司 聚乳酸透析膜及其制备方法、透析器
CN111773933B (zh) * 2020-06-28 2022-06-24 健帆生物科技集团股份有限公司 聚乳酸透析膜及其制备方法、透析器

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