素复合材料的粉末（a)，对比例6所制石 墨烯/纤维素复合膜（b)的照片 【【具体实施方式】】
[0044] 下面结合实施例对本发明进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0045] 实施例L
[0046] 将40g的350目鳞片状石墨加入到IOml离子液体中，搅拌均匀后置于功率为100W 的超声仪器中，90°C超声20h。然后将所得溶液取出，用高速离心机以lOOOOrpm/min的转速 离心30min，将上层溶液分离出来后，再继续离心两次，直至没有可见的黑色颗粒。将沉淀 物中的离子液体用水洗去，干燥后称重，得到上层溶液中石墨烯的浓度，将溶液置于低温恒 温箱中保存，以便于使用。取5ml稀释为0. 04mg/ml的石墨稀离子液体溶液，加入200mg的 a_纤维素粉末，然后置于90°C油浴中搅拌4h，得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液。 将复合溶液倒入干净的玻璃板上，并将其均匀铺开，在室温下放置1~2个小时形成凝胶， 再将其平缓的放在去离子水中再生大约24小时得到石墨烯/纤维素水凝胶。将该水凝胶 转移到有机玻璃板上，然后室温干燥至恒重。所制复合膜中石墨烯含量为〇. 1%。所成膜图 片见图1，该膜柔性见图2,透光性及导电性分别见表1和表2.
[0047] 实施例2.
[0048] 所用材料种类及工艺流程同实施例1，不同的是取出5ml稀释为0. 12mg/ml的石墨 烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液。 所制复合膜中石墨烯含量为〇. 3%。所成膜图片见图1，该膜柔性见图2,透光性及导电性分 别见表1和表2.
[0049] 实施例3.
[0050] 所用材料种类及工艺流程同实施例1，不同的是取出5ml稀释为0. 2mg/ml的石墨 烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液。 所制复合膜中石墨烯含量为〇. 5%。所成膜图片见图1，该膜柔性见图2,透光性及导电性分 别见表1和表2.
[0051] 实施例4.
[0052] 所用材料种类及工艺流程同实施例1，不同的是取出5ml稀释为0. 4mg/ml的石墨 烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液。 所制复合膜中石墨烯含量为1%。所成膜图片见图1，该膜柔性见图2,透光性及导电性分别 见表1和表2.
[0053] 实施例5.
[0054] 所用材料种类及工艺流程同实施例1，不同的是将搅拌均匀的石墨离子液体置于 功率为100W的超声仪器中，60°C进行超声30h。离心后确定石墨烯离子液体溶液的浓度，加 入纤维素粉末后得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液，然后再生制得柔性透明导电复 合膜。
[0055] 实施例6.
[0056] 所用材料种类及工艺流程同实施例1，不同的是加入纤维素粉末后在65°C油浴中 搅拌9h，得到均匀分散的石墨烯/纤维素复合溶液，然后然后再生制得柔性透明导电复合 膜。
[0057] 对比例1
[0058] 所用材料用量及工艺流程同实施例1，不同的是以氧化石墨烯为原料，在离子液体 中加热搅拌得到分散均匀的还原氧化石墨烯（RGO)离子液体溶液，取5ml稀释为0. 04mg/ml 的还原氧化石墨烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，而后置于90°C油浴中搅拌 4h，得到均匀分散的离子液体还原氧化石墨烯/纤维素复合溶液。将复合溶液倒入干净的 玻璃板上，然后将其均匀铺开，在室温下放置1~2个小时形成凝胶，再将其平缓的放在去 离子水中进行再生大约24小时得到还原氧化石墨烯/纤维素水凝胶。将该水凝胶转移到 有机玻璃板上，然后室温干燥至恒重。所制复合膜中还原氧化石墨烯含量为0. 1%。所成膜 图片见图3,透光性及导电性分别见表1和表2.
[0059] 对比例2
[0060] 所用材料种类及工艺流程同对比例1，不同的是取5ml稀释为0. 12mg/ml的还原 氧化石墨烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的还原氧化石墨烯 /纤维素复合溶液，所制复合膜中离子液体还原氧化石墨烯含量为〇. 3%。所成膜图片见图 3,透光性及导电性分别见表1和表2..
[0061] 对比例3
[0062] 所用材料种类及工艺流程同对比例1，不同的是取出5ml稀释为0. 2mg/ml的还原 氧化石墨烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的还原氧化石墨烯 /纤维素复合溶液，所制复合膜中离子液体还原氧化石墨烯含量为〇. 5%。所成膜图片见图 3,透光性见表1.
[0063] 对比例4
[0064] 所用材料种类及工艺流程同对比例1，不同的是取出5ml稀释为0. 4mg/ml的还原 氧化石墨烯离子液体溶液，加入200mg的a-纤维素粉末，得到均匀分散的还原氧化石墨烯/ 纤维素复合溶液，所制复合膜中离子液体还原氧化石墨烯含量为1%。所成膜图片见图3， 透光性见表1.
[0065] 对比例5
[0066] 所用材料用量及工艺流程同实施例1，不同的是所用溶剂为水，所制复合材料中干 燥后为粉末，无法成膜，如图4a所示.对比例6
[0067] 所用材料用量及工艺流程同实施例1，不同的是所用溶剂为氢氧化钠/尿素 (7:12)溶液，所制复合膜表面粗糙不平整，如图4b所示.
[0068] 表1不同石墨烯纤维素比例的复合膜的透光性数据
[0069]
[0070] 表1为运用波长为600nm的紫外透过光谱来表征这种复合膜的透明性的数据列 表。从表中能够看出，实施例所制复合膜的透光率均在88%以上，明显优于对比例所制复合 膜。
[0071] 表2不同石墨烯纤维素比例的复合膜的导电性数据
[0072]
[0073] 所制石墨烯/纤维素复合膜的导电性如表2所示，可以看出实施例所制复合膜的 导电性均处于半导体的范畴。而对比例中的电阻率及电导率值与实施例有着数量级的差 距。综上，本发明所制复合膜将具有好的透明性和导电性，会在电子信息方面具有广泛的潜 在应用。由此可见，通过普通超声仪直接剥离鳞片状石墨得到的石墨烯能够与纤维素进行 很好的复合，并且可以获得一种柔性，透明性和导电性的绿色环保的复合膜。
【主权项】
1. 一种柔性透明导电的石墨烯/纤维素复合膜，其特征在于：该石墨烯/纤维素复合 膜包括以下重量百分比的组分： 纤维素99.O~99. 9%; 石墨烯0.1~1%; 该复合膜是将石墨烯/纤维素复合溶液通过再生成膜制得。2. -种如权利要求1所述柔性透明导电的石墨烯/纤维素复合膜的制备方法，其特征 在于该方法包括以下步骤： (1) 石墨烯离子液体溶液的制备：将石墨加入到离子液体中，在60~120°C下进行超声 处理5~30h，然后离心分离，将沉淀物分离出来，得到均匀稳定的上层溶液即为石墨烯离 子液体溶液； (2) 石墨烯/纤维素复合溶液的制备：在步骤（1)制备的石墨烯离子液体溶液中按照 纤维素的重量百分数为99. 0~99. 9%，石墨烯的重量百分数为0. 1~1. 0%加入纤维素粉 末，而后在60~KKTC下搅拌2~10h，得到石墨烯/纤维素复合溶液； (3) 石墨烯/纤维素复合膜的制备：将石墨烯/纤维素复合溶液在玻璃板上形成凝胶， 然后将其浸入去离子水中再生，直至将离子液体清洗干净，得到石墨烯/纤维素水凝胶，而 后将其置于有机玻璃板上固定干燥，得到石墨烯/纤维素复合膜。3. 根据权利要求2所述的石墨烯/纤维素复合膜的制备方法，其特征在于，所用石墨为 鳞片状石墨，尺寸为250目~400目。4. 根据权利要求2 - 3中任一项所述的石墨烯/纤维素复合膜的制备方法，其特征在 于，使用功率为100W的超声仪，直接超声鳞片状石墨得到石墨烯离子液体溶液。5. 根据权利要求2 - 4中任一项所述的石墨烯/纤维素复合膜的制备方法，其特 征在于，所用离子液体是由带正电的阳离子和带负电的阴离子构成，其中阳离子为1-甲 基-3-烯丙基咪唑离子，阴离子为氯离子。6. 根据权利要求2 - 5中任一项所述的石墨烯/纤维素复合膜的制备方法，其特征在 于，所述纤维素是来源于棉花，麻，稻草的微晶纤维素，a-纤维素，纸浆纤维素或棉浆纤维素 中的一种或多种。7. 根据权利要求2所述的石墨烯/纤维素复合膜制备方法在薄膜制备中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种柔性透明导电石墨烯/纤维素复合膜及其制备方法，该方法首先采用将石墨在离子液体中直接超声处理制备稳定分散的石墨烯离子液体溶液，并利用咪唑类离子液体能够快速高效溶解纤维素这一特点，制得石墨烯/纤维素的复合溶液，再使纤维素再生成膜。本发明所用方法简单快捷，且所用溶剂—离子液体(ILs)是一类新型绿色溶剂，具有不挥发、化学稳定性和热稳定性好、溶解能力强、可回收等特点，而另外两种原料，石墨和纤维素皆为源于自然的环境友好型材料。本发明制备的复合膜具有良好的柔性、透光性和导电性，在光电领域及信息传递等方面具有广泛的应用价值。
【IPC分类】C08J5/18, C08L1/02, C08K3/04, C08K9/00
【公开号】CN104927090
【申请号】CN201510094660
【发明人】张建明, 张同平, 段咏欣, 周丽娟
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月3日