一种石墨烯/pva复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本申请属于石墨稀制备技术领域，特别是涉及一种石墨稀/PVA复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种只有一个原子厚度的二维碳膜，是人们迄今发现的唯一一种由单层原子构成的材料，碳膜中碳原子之间由化学键连接成六角网络，由于碳原子之间的化学键由sp2杂化轨道组成，因此石墨烯很顽强，具备可弯折、导电性强、机械强度好、透光性好等其他新材料不具备的优良特性。石墨烯具备非比寻常的导电性能，电阻率很小，电子可以极高效地迀移，这方面性能要比传统的导体和半导体高很多；电子在石墨烯中迀移不存在电子与原子的碰撞，可以大大减少能量损耗；石墨烯具备极好的透光性，但是不透气，可以用来开发新一代保护层材料，并且可以用来开发透明电子产品及可穿戴电子产品。石墨烯产品的制备方法多样，但是存在一些弊端，比如在有机溶剂中的分散性、以及与聚合物之间的相容性较差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种石墨烯/PVA复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0005]本申请实施例公开一种石墨烯/PVA复合材料的制备方法，包括:
[0006](I)、将石墨粉、高锰酸钾加入到浓硫酸中，在40?60°C下反应2?3小时，然后升温至75?90°C，反应0.5?I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨；
[0007](2)、将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I?2小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液；
[0008](3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨烯的含量为0.2wt%。
[0009]优选的，在上述的石墨烯/PVA复合材料的制备方法中，所述步骤⑴中，石墨粉和高猛酸钾的质量比为1:1?1:4。
[0010]优选的，在上述的石墨烯/PVA复合材料的制备方法中，所述步骤⑴中，石墨粉和高锰酸钾的质量比为1:1。
[0011 ] 优选的，在上述的石墨稀/PVA复合材料的制备方法中，所述石墨稀/PVA复合材料中，石墨稀的含量为0.2?0.7wt%。
[0012]优选的，在上述的石墨稀/PVA复合材料的制备方法中，所述石墨稀/PVA复合材料中，石墨烯的含量为0.2wt%。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明由低氧化度的石墨烯制备的复合材料具有优异的力学性能。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1所示为实施例1中复合材料的SEM图。
【具体实施方式】
[0016]本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0017]实施例1
[0018]将0.5g石墨粉、0.5g高锰酸钾加入到50ml的浓硫酸中，在40°C下反应2小时，然后升温至75°C，反应I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨。
[0019]将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液。
[0020]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨稀的含量为0.2wt%。
[0021]图1所示为实施例1中复合材料的SEM图。图中可以看出，纳米片层有序的填充在聚合物中，断面形貌均一，无团聚现象。
[0022]对复合材料的力学性能进行测试，其杨氏模量和拉伸强度分别达到6.02Gpa和129.1MPa0
[0023]实施例2
[0024]将0.5g石墨粉、Ig高锰酸钾加入到50ml的浓硫酸中，在40°C下反应2小时，然后升温至75°C，反应I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨。
[0025]将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液。
[0026]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨稀的含量为0.2wt%。
[0027]实施例3
[0028]将0.5g石墨粉、1.5g高锰酸钾加入到50ml的浓硫酸中，在40°C下反应2小时，然后升温至75°C，反应I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨。
[0029]将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液。
[0030]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨稀的含量为0.2wt%。
[0031]实施例4
[0032]将0.5g石墨粉、2g高锰酸钾加入到50ml的浓硫酸中，在40°C下反应2小时，然后升温至75°C，反应I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨。
[0033]将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液。
[0034]在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨稀的含量为0.2wt%。
[0035]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0036]最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
【主权项】
1.一种石墨烯/PVA复合材料的制备方法，其特征在于，包括: (1)、将石墨粉、高锰酸钾加入到浓硫酸中，在40?60°C下反应2?3小时，然后升温至75?90°C，反应0.5?I小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨； (2)、将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散I?2小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液； (3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨稀的含量为0.2wt%。2.根据权利要求1所述的石墨烯/PVA复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中，石墨粉和高锰酸钾的质量比为1:1?1:4。3.根据权利要求2所述的石墨烯/PVA复合材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中，石墨粉和高锰酸钾的质量比为1:1。4.根据权利要求1所述的石墨稀/PVA复合材料的制备方法，其特征在于:所述石墨稀/PVA复合材料中，石墨烯的含量为0.2?0.7wt%。5.根据权利要求4所述的石墨稀/PVA复合材料的制备方法，其特征在于:所述石墨稀/PVA复合材料中，石墨烯的含量为0.2wt%。
【专利摘要】本申请公开了一种石墨烯/PVA复合材料的制备方法，包括：(1)、将石墨粉、高锰酸钾加入到浓硫酸中，在40～60℃下反应2～3小时，然后升温至75～90℃，反应0.5～1小时，降温、离心沉降、洗涤、干燥后得到氧化石墨；(2)、将氧化石墨加入到去离子水中进行超声分散1～2小时，然后离心除去未剥离的氧化石墨，得到氧化石墨烯水溶液；(3)、在氧化石墨烯水溶液中加入PVA，得到混合溶液，蒸发溶剂获得石墨烯/PVA复合材料，石墨烯的含量为0.2wt％。本发明由低氧化度的石墨烯制备的复合材料具有优异的力学性能。
【IPC分类】C08L23/08, C08K3/04, C08K9/02
【公开号】CN105199212
【申请号】CN201510527080
【发明人】仲崇明, 汪卫帮
【申请人】苏州卓伟企业管理咨询有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月26日