【CN110060878A】一种聚苯胺氧化石墨烯纳米纤维复合材料及其制备方法与应用【专利】
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能一、本文概述本文旨在探讨石墨烯聚苯胺复合材料的制备工艺及其电化学性能。
石墨烯，作为一种二维的碳纳米材料，因其出色的电导性、高比表面积和良好的化学稳定性，在电化学领域具有广泛的应用前景。
聚苯胺，作为一种导电聚合物，具有良好的电化学活性和环境稳定性。
将石墨烯与聚苯胺复合，可以充分发挥两者的优势，提高复合材料的电化学性能。
本文将首先介绍石墨烯和聚苯胺的基本性质，然后详细阐述石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法，包括溶液混合法、原位聚合法等。
随后，通过对制备的复合材料进行结构表征和电化学性能测试，分析其电化学性能的影响因素及优化条件。
本文还将讨论石墨烯聚苯胺复合材料在超级电容器、锂离子电池等电化学器件中的应用潜力，并展望其未来的发展前景。
通过本文的研究，旨在为石墨烯聚苯胺复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动其在电化学领域的广泛应用。
二、石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法石墨烯聚苯胺复合材料的制备是一个融合了化学合成和纳米材料制备技术的复杂过程。
这种方法的关键步骤包括石墨烯的制备、聚苯胺的合成以及两者的复合。
我们需要制备高质量的石墨烯。
这通常通过化学气相沉积（CVD）法、氧化还原法或剥离法实现。
其中，氧化还原法是最常用的一种方法，它通过将天然石墨与强氧化剂反应，生成氧化石墨，再经过热还原或化学还原得到石墨烯。
接下来，我们合成聚苯胺。
聚苯胺的合成通常通过化学氧化聚合法进行，如使用过硫酸铵作为氧化剂，在酸性条件下将苯胺单体氧化聚合，生成聚苯胺。
制备石墨烯聚苯胺复合材料的核心步骤是将石墨烯和聚苯胺进行有效复合。
这可以通过溶液混合法、原位聚合法或熔融共混法实现。
其中，溶液混合法是最常用的一种方法。
将石墨烯分散在适当的溶剂中，然后加入聚苯胺溶液，通过搅拌或超声处理使两者充分混合。
随后，通过蒸发溶剂或热处理使复合材料固化。
为了进一步提高复合材料的性能，我们还可以在制备过程中引入其他添加剂或进行后处理。
氧化石墨烯聚苯胺纳米复合材料的制备、表征及其潜在应用【范本模板】
氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备、表征及其潜在应用摘要氧化石墨烯、导电聚苯胺是重要的多功能材料，在高能量的锂电池、超级电容器、催化、太阳能电池、化学传感、生物传感等领域有着较高的研究价值和潜在应用。
本文采用化学氧化法制得了氧化石墨烯，之后利用原位聚合途径合成了氧化石墨烯/导电聚苯胺纳米复合材料。
采用透射电镜（TEM），原子力显微镜（AFM)，红外光谱（FTIR），UV—Vis，X-射线衍射(XRD）等进行了相应表征。
为考察氧化石墨烯、氧化石墨烯/导电聚苯胺纳米复合材料的表面、界面特性，便于开发性能优异的纳电子器件，用所合成的纳/微米结构材料及其复合材料构筑了QCM 结构化学传感器原型器件,对器件的吸附响应特性进行了对比考察。
探讨了存在的不足，并提出了一些改进的建议。
Praparation, Characterizations, and Its Potential Applications of PANi / Graphene Oxide NanocompositeAbstractGraphene oxide （GO)，nano/micro-structured polyaniline （PANi) are some typical important functional materials, which have many applications in lithium ion battery with high energy, supercapacitor，catalysts, solar cells，nanodevices, chemical sensors, biosensors and biomedical fields.In this paper，GOwas obtained by using chemical oxidation method at room temperature，and nano/micro—structured GO/PANi composite was prepared with in-situ polymerization of aniline in the presence of GO suspension。
制备聚苯胺纳米纤维的方法
制备聚苯胺纳米纤维的方法嘿，咱今儿就来唠唠制备聚苯胺纳米纤维的那些事儿！你可别小瞧这聚苯胺纳米纤维，它在好多领域那可都是大显身手呢！要说制备它，那方法可不少。
就好像做饭一样，不同的做法能做出不同风味的菜肴。
咱先说说其中一种常见的方法，叫化学氧化聚合法。
这就好比搭积木，把各种“小零件”按照特定的方式组合起来。
先把苯胺单体放进去，再加入一些氧化剂，然后在合适的条件下，它们就会发生反应，慢慢就长出聚苯胺纳米纤维啦！你说神奇不神奇？还有一种方法叫模板法。
这就好比按照一个模子来塑造东西，有了这个模子，就能让聚苯胺乖乖地长成纳米纤维的样子。
通过选择合适的模板，控制好各种条件，就能得到我们想要的纳米纤维啦！电纺丝法也挺有意思。
想象一下，把聚苯胺溶液通过一个细细的喷头，就像挤面条一样，在电场的作用下，这些细细的“面条”就变成了纳米纤维。
是不是挺有趣的呀？每种方法都有它的特点和优势呢！就像不同的工具，都能在特定的情况下发挥作用。
比如说化学氧化聚合法简单易行，成本也不高；模板法能很好地控制纤维的形状和尺寸；电纺丝法可以制备出连续的纳米纤维。
那在实际操作中，可得注意好多细节呢！温度、浓度、反应时间等等，这些可都不能马虎。
就跟炒菜一样，火候大了小了，调料放多了少了，都会影响最后的味道。
制备聚苯胺纳米纤维也是这样，一个小细节没注意到，可能结果就大不一样啦！咱还得根据具体的需求来选择合适的方法。
是要大规模生产呢，还是要追求高质量？不同的目标就得用不同的方法呀！这就跟你出门是走路、骑车还是开车，得看你的目的地和情况呀！总之呢，制备聚苯胺纳米纤维可不是一件简单的事儿，但也不是高不可攀的。
只要咱掌握了方法，注意了细节，肯定能制备出满意的纳米纤维来。
这可是科技的魅力呀，能让这些小小的纤维发挥出大大的作用呢！你说，咱人类是不是很厉害？能想出这么多巧妙的办法来制备这些神奇的东西！所以呀，别小瞧了这制备的过程，这里面的学问可大着呢！。
一种聚苯胺纳米带状复合物及其制备方法[发明专利]
![一种聚苯胺纳米带状复合物及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0719923b5022aaea988f0f94.png)
专利名称：一种聚苯胺纳米带状复合物及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：龚剑,马惠彦
申请号：CN201110190109.2
申请日：20110708
公开号：CN102276831A
公开日：
20111214
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种纳米带状导电聚苯胺复合材料及其制备方法，其中，采用冰晶体作为模板，掺杂酸采用Keggin结构的HSiWO做为掺杂酸调整产品形态，采用温和氧化剂硝酸铁控制苯胺聚合速率，并引入硝酸银通过苯胺聚合的反诱导作用被还原为金属银而有效地复合到聚苯胺产物中。
简化了复杂的模板制备移除过程，节约了材料和能源，且所得的产品形态单一、纯度较高。
本发明所述的多酸掺杂聚苯胺/银纳米粒子复合物，同步引入了多金属氧酸盐(HSiWO)和银金属纳米粒子，在银纳米粒子和多酸的协同作用下，此复合材料对365nm波长的紫外光表现出很好的响应灵敏度。
可作为光传感器、光电开关等器件。
申请人：东北师范大学
地址：130024 吉林省长春市人民大街5268号
国籍：CN
代理机构：长春市东师专利事务所
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一种石墨烯-聚苯胺修饰的碳纳米管复合物及其制备方法
一种石墨烯-聚苯胺修饰的碳纳米管复合物及其制备方法
石墨烯-聚苯胺修饰的碳纳米管复合物是一种由石墨烯和聚苯胺修饰的碳纳米管组成的材料。
它具有优异的导电性、热导性和机械性能，适用于电化学储能、传感器等领域。
制备方法如下：
1. 石墨烯的制备：可以通过化学气相沉积、机械剥离等方法获得石墨烯。
常用的方法是使用机械剥离法，将石墨研磨至单层厚度，然后使用溶剂进行分散。
2. 碳纳米管的修饰：碳纳米管表面的官能团可以通过酸处理、官能化反应等方法引入氨基、羧基、磺酸基等官能团。
然后，将修饰后的碳纳米管与石墨烯悬浮液混合。
3. 聚苯胺的修饰：将聚苯胺溶液加入到石墨烯-碳纳米管混合物中，通过搅拌、超声处理等方法使其均匀分散。
4. 复合物的形成：将混合后的溶液离心沉淀，然后将沉淀固定在基底上，并在高温下进行热处理，使聚苯胺分子与碳纳米管和石墨烯之间形成交联结构。
5. 后续处理：可以通过热压、离子液体处理等方法进一步改善复合物的性能。
一种氧化石墨烯纳米卷及其复合材料的制备方法与流程
一种氧化石墨烯纳米卷及其复合材料的制备方法与流程一、概述氧化石墨烯纳米卷作为一种新型的碳基纳米材料，在电子器件、催化剂、超级电容器等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种制备氧化石墨烯纳米卷及其复合材料的方法与流程，提供一种新的制备途径，为相关领域的研究与应用提供参考。
二、材料及方法1. 材料(1) 石墨烯粉末(2) 硝酸钠(3) 硫酸(4) 硝酸(5) 氢氧化钠(6) 氯化钠(7) 氨水(8) 离子液体(9) 多壁碳纳米管(10) 蒽醌2. 方法(1) 将石墨烯粉末与硝酸钠、硫酸、硝酸混合，在恒温搅拌下反应制备石墨烯炔。
(2) 将石墨烯炔溶液加入氢氧化钠溶液中，在冰浴条件下搅拌反应制备氧化石墨烯纳米卷。
(3) 将氧化石墨烯纳米卷与氯化钠混合，在高温条件下煅烧制备氧化石墨烯纳米卷。
(4) 将氧化石墨烯纳米卷溶液与离子液体、多壁碳纳米管、蒽醌混合，通过超声处理、离心分离等步骤制备氧化石墨烯纳米卷复合材料。
三、结果与讨论经过上述方法制备得到的氧化石墨烯纳米卷及其复合材料，经过表征分析具有较高的比表面积和优异的导电性能，对于电子器件和催化剂等方面具有潜在的应用价值。
该制备方法简单易行，适用范围广，为相关领域的研究提供了一种新的制备途径。
四、结论本文介绍了一种制备氧化石墨烯纳米卷及其复合材料的方法与流程，该方法简单易行，且得到的产物具有潜在的应用价值。
希望本文的研究成果能够为相关领域的研究与应用提供参考，并为进一步的研究工作提供帮助。
五、应用前景氧化石墨烯纳米卷及其复合材料具有许多潜在的应用前景，特别是在电子器件、催化剂、超级电容器等领域。
作为一种新型的碳基纳米材料，氧化石墨烯纳米卷具有较高的比表面积和优异的导电性能，因此可以作为电子器件的载体材料。
其复合材料还具有优异的力学性能和化学稳定性，能够应用于催化剂的载体材料，并且在超级电容器方面也具有潜在的应用前景。
研究和开发氧化石墨烯纳米卷及其复合材料对于推动碳基纳米材料在实际应用中的进一步发展具有重要意义。
一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611240535.1(22)申请日 2016.12.29(71)申请人 中国电子科技集团公司第二十六研究所地址 400060 重庆市南岸区南坪花园路14号申请人 东华大学(72)发明人 马晋毅 张祖伟 吴中玲 何勇 (74)专利代理机构 重庆乐泰知识产权代理事务所(普通合伙) 50221代理人 刘佳(51)Int.Cl.C08G 73/02(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)B82Y 40/00(2011.01)(54)发明名称一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法。
该聚苯胺纳米纤维由摩尔比介于99/1-80/20之间的苯胺和2-(六氟-2-羟基异丙基)-苯胺制成。
该制备方法包括：用去离子水和盐酸配制成摩尔浓度为0.5-2mol/l的盐酸溶液，调节其pH值为2-4；将苯胺和2-(六氟-2-羟基异丙基)-苯胺按摩尔比为99/1-80/20的比例溶于盐酸溶液中，经搅拌后加入摩尔浓度为0.1-1mol/l过硫酸铵水溶液，其中过硫酸铵/苯胺摩尔比介于0.01-5之间；将上述混合溶液搅拌反应后，将得到的反应产物经过过滤、水洗、醇洗、干燥后得聚苯胺纳米纤维。
通过上述方式，本发明能够满足快速检测的要求。
权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 106589364 A 2017.04.26C N 106589364A1.一种聚苯胺纳米纤维，其特征在于，所述聚苯胺纳米纤维由苯胺和2-(六氟-2-羟基异丙基)-苯胺制成，所述聚苯胺纳米纤维的化学结构式为：其中，m和n均为正整数，且m/n介于99/1-80/20之间。
2.根据权利要求1所述的聚苯胺纳米纤维，其特征在于，所述聚苯胺纳米纤维的直径介于45-200nm之间，长度介于100-450nm之间。
一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法[发明专利]
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专利名称：一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：李桂村,王兆波,谢广文,彭红瑞,张志焜申请号：CN200610170914.8
申请日：20061225
公开号：CN1995096A
公开日：
20070711
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法，包括下列顺序步骤：将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1－2mol/L，在温度0－5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。
该方法在制备过程中不涉及任何模板、表面活性剂和有机溶剂，工艺简单，聚苯胺纳米纤维形貌容易控制，易于进行批量生产。
申请人：李桂村
地址：266042 山东省青岛市四方区洛阳路41号14号楼3单元302户
国籍：CN
代理机构：青岛联智专利商标事务所有限公司
代理人：崔滨生
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本发明公开了一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米 纤维复合材料及其制备方法，属于超级电容器用 电极材料的制备技术领域。所述复合材料是以苯 胺为单体 ，以 氧化石墨烯纳米纤维为支撑骨架 ， 以 过硫酸铵为氧化剂 ，利 用化学氧化聚合反应 ， 经钴离子引导苯胺单体在氧化石墨烯纳米纤维 上聚合而成。本发明制备的复合材料具有高的比 电 容和优异的电 化学循环稳定性 ，且制备工艺简 单 ，主要 用于 制备超级电 容器的电 极 ，具有显著 的经济价值与社会效益。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910351278 .6
(22)申请日 2019 .04 .28
(71)申请人 福州大学 地址 35000பைடு நூலகம் 福建省福州市鼓楼区工业路 523号
(72)发明人 李宝铭 王婷玉 周逸凡
(74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100
（2）将0 .1~0 .2 g钴离子掺杂氧化石墨烯纳米纤维加入到150~300 mL 1 mol/L的盐酸 水溶液中，室温下超声30~60 min，制备钴离子掺杂氧化石墨烯纳米纤维的分散液；向上述 分散液中加入1~4 g苯胺，室温下磁搅拌30~60 min，制备混合溶液I；将2~12 g过硫酸铵加 入到20~50 mL 1 mol/L的盐酸水溶液中，室温下磁搅拌5~20 min，制备混合溶液II；将混合 溶液II以10~20滴/min的速度逐滴滴加到混合溶液I中，0~5 ℃磁搅拌反应12~24 h，产物经 过滤，无水乙醇和去离子水交叉洗涤、60 ℃下真空干燥24 h，制备所述聚苯胺/氧化石墨烯
纳米纤维复合材料。
3 .一种如权利要求1所述的聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料在用于制备超级电
容器用电极上的应用。
2
CN 110060878 A
说 明 书
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一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料及其制备方法与 应用
技术领域 [0001] 本发明属于超级电容器用电极材料的制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺/氧化 石墨烯纳米纤维复合材料及其制备方法与应用。
(10)申请公布号 CN 110060878 A (43)申请公布日 2019.07.26 C08G 73/02(2006 .01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 110060878 A
CN 110060878 A
权 利 要 求 书
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1 .一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料，其特征在于：所述复合材料是以苯胺为
背景技术 [0002] 聚苯胺是一种重要的超级电容器用电极材料，具有无毒、合成简便、成本低廉、化 学稳定性优异等优势。但是 ，聚苯胺的比电 容较低 ，并且在充放电 过程中 ，掺杂离子的反复 嵌入和脱出引起聚苯胺的结构发生反复的膨胀和收缩，在微观上造成聚苯胺的结构崩塌， 导致聚苯胺的比电容迅速衰减，电化学循环稳定性较差。李子轩（李子轩; 石墨烯/聚苯胺/ 四氧化三钴复合材料的制备及电化学性能研究 , 天津: 天津大学 , 2015）以氧化石墨烯为 原料，通过两步法制备石墨烯/聚苯胺/Co3O4复合材料。扫描电镜照片显示，因为钴离子和苯 胺单体一起加入到氧化石墨烯的分散液中 ，所以 该复合材料的微观形貌保持了氧化石墨烯 的片层状结构，而这种片层状结构不利于增加聚苯胺的比表面积和比电容。电化学测试结 果证明，这种片层状复合材料在电流密度为0 .5 A/g时，比电容仅为153 F/g，循环1000次后 比电容保持率仅为60%。石墨烯纳米纤维是采用化学手段将碳纳米纤维的外层进行部分剥 离而制备的一种新型纳米碳材料。石墨烯纳米纤维的外层呈现石墨烯的形貌，内层依然保 持碳纳米纤维的 状态。将石墨烯纳米纤维 和聚合物电 极材料进行复合 ，一方面石墨烯纳米 纤维外层的石墨烯可以赋予聚合物电极材料大的比表面积，另一方面内层的碳纳米纤维作 为支撑/隔离材料可以有效防止聚合物电极材料在充放电过程中的结构坍塌，因此，石墨烯 纳米纤维可以 显著提高聚 合物电 极材料的比电 容 和电 化学循环稳定性。中国 发明 专 利CN 109473287A公开了一种有机染料掺杂聚苯胺/石墨烯纳米纤维复合材料，其是将蒽醌-1 ,5二磺酸钠加入到氧化石墨烯纳米纤维分散液中，利用水热反应一步制备有机染料修饰的还 原氧化石墨烯纳米纤维；再将苯胺加入到有机染料修饰的还原氧化石墨烯纳米纤维的分散 液中 ，利用化学氧化聚合反应制得所述复合材料。虽然该复合材料具有比 表面积大、比电 容 高 和电 化学循环稳定性优异的 特点 ，但是 ，在制备过程中 利 用的 水热反应不易实现大规模 生产 ，且水热反应过程耗时耗能 ，生产成本较高 ，这些严重地影响了该复合材料的大规模生 产和应用。
单体 ，以 氧化石墨烯纳米纤维为支撑骨架 ，以 过硫酸铵为氧化剂 ，利 用化学氧化聚合反应 ，
经钴离子引导苯胺单体在氧化石墨烯纳米纤维上聚合而成。
2 .一种制备如权利要求1所述的聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料的方法，其特征
在于：其制备方法包括以下步骤：
（1）将0 .1~0 .2 g氧化石墨烯纳米纤维加入到100~200 mL去离子水中，室温下超声30~ 60 min，制备氧化石墨烯纳米纤维的分散液；向上述分散液中加入3~12 g氯化钴，室温下机 械搅拌60~120 min；产物用去离子水反复洗涤至滤液无色，经-50 ℃冷冻干燥48 h，制备钴 离子掺杂氧化石墨烯纳米纤维；
代理人 蔡学俊
(51)Int .Cl . H01G 11/30(2013 .01) H01G 11/36(2013 .01) H01G 11/40(2013 .01) H01G 11/48(2013 .01) H01G 11/24(2013 .01)
( 54 )发明 名称 一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料
发明内容 [0003] 本发明针对目前聚苯胺存在比电容较低、电化学循环稳定性较差等问题，提供了 一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米纤维复合材料及其制备方法。本发明制备的复合材料具有高 的比电容和优异的电化学循环稳定性，且制备工艺简单，主要用于制备超级电容器的电极， 具有显著的经济价值与社会效益。 [0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：