[发明专利]π键共轭强韧一体化高导电仿生层状石墨烯复合材料制备方法

摘要

本发明涉及π键共轭强韧一体化高导电仿生层状石墨烯复合材料制备方法，将有机小分子1‑氨基芘(1‑AP)和辛二酸双(N‑羟基琥珀酰亚胺酯)(DSS)的二甲基甲酰胺(DMF)溶液混合，两种分子在溶液中发生反应形成酰胺键，从而合成一种分子，其结构两端带有相同芘官能团的链状有机分子AP‑DSS，然后将剥离的微纳米级的氧化石墨烯有序组装成层状氧化石墨烯材料，再利用AP‑DSS的共轭交联作用仿生构筑层状石墨烯复合材料。获得的仿鲍鱼壳层状复合材料不仅具有高强超韧的特性，而且还具有优异的导电性能。其最大强度是天然鲍鱼壳的4到5倍，最大韧性是天然鲍鱼壳的10倍左右，导电率相比修饰前的还原氧化石墨烯提高一倍，在航空航天、柔性电子器件等领域具有广泛应用前景。

主权项

1.π键共轭强韧一体化高导电仿生层状石墨烯复合材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将小分子1-氨基芘(AP)和辛二酸双(N-羟基琥珀酰亚胺酯)(DSS)分别配成11-13mmol/L浓度的二甲基甲酰胺(DMF)溶液；(2)在避光条件下，搅拌上述两种分子的混合溶液9-10小时，使两分子充分反应形成酰胺键，合成新分子AP-DSS，得到AP-DSS的DMF溶液；(3)采用搅拌超声方法将氧化石墨烯配成均匀的氧化石墨烯水溶液；(4)采用真空抽滤法诱导氧化石墨烯水溶液自组装成薄膜结构；(5)用氢碘酸(HI)还原，形成还原氧化石墨烯薄膜；(6)在避光条件下，使用步骤(2)中得到的AP-DSS的DMF溶液浸泡步骤(5)中的还原氧化石墨烯薄膜，浸泡时间为23-25h；浸泡过程中，AP-DSS与还原氧化石墨烯薄膜发生π-π吸附作用，得到π-π共轭作用强韧一体化高导电仿生层状石墨烯复合材料；(7)调控步骤(1)中AP和DSS的浓度，调控合成分子AP-DSS的浓度，重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)，使还原氧化石墨烯薄膜与不同浓度的AP-DSS发生π-π交联，制备不同的共轭交联石墨烯复合材料，从而确定性能最佳的π-π共轭作用的强韧一体化高导电仿生层状石墨烯复合材料。