1.一种基于石墨烯-无序碳三明治式夹层结构的聚偏氟乙烯基复合介电薄片的制备方法,其具体制备过程为:
(1)称取一定量的多层石墨烯纳米片,分散在去离子水中,添加少量表面活性剂曲拉通x100,超声分散3h,得到均匀的石墨烯分散液,再向分散液中添加一定量葡萄糖粉末,继续超声分散0.5h,使多层石墨烯纳米片与葡萄糖进一步混合均匀;
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒入以聚四氟乙烯为衬底的不锈钢反应釜中,确认完全密封后,在均相反应器中以180℃的高温环境下充分反应,反应釜保持5r/min的均匀转速。反应结束后,自然冷却至室温;
(4)将反应产物以8000r/min的速度离心清洗,每次离心时间为10min,分别用去离子水和乙醇各洗约三次,将离心产物在干燥箱中60℃烘干12h;
(5)在氮气氛围下,使用管式炉对烘干产物进行热固化处理。程序升温时间设定5℃/min,维持温度设为300℃,持续2小时,最终得到石墨烯-无序碳夹层结构;
(6)将上述所得石墨烯-无序碳使用混酸(硝酸:硫酸=3:1)70℃下处理2h,从而获得石墨烯-羧基化无序碳夹层结构;
(7)称取定量的石墨烯-无序碳粉末,混入20ml无水乙醇,然后称取500mg的聚偏氟乙烯粉末加入到上述混合液中,超声2小时以均匀混合。将所得溶液倒入表面皿中,60℃下干燥4小时;
(8)将干燥后的产物在玛瑙研钵充分研磨约15分钟,得到细微的粉末。取适量倒入压片机模具,在粉末压片机中以20mpa压力维持10分钟,将其压成厚度为1-1.5mm的薄片。将绝缘片在空气氛围下200℃保温3h,得到石墨烯-无序碳/聚偏氟乙烯复合介电薄片;
由上述过程制备石墨烯-无序碳/聚偏氟乙烯复合介电材料具有超高的介电常数值,并且经表面修饰后降低填料的填充量。该发明原料来源广,制备过程简单,具有良好的发展价值。