石墨烯導電聚合物復合材料

宛朋

摘 要：本文統計了石墨烯導電聚合物復合材料的專利文獻，并分析了專利申請的分布情況，進而梳理了復合材料的制備以及應用，并總結了重要申請人的專利技術發展路線，以期對該領域提供一定的參考。

關鍵詞：石墨烯;導電聚合物;專利申請

石墨烯具有良好的導電、導熱和透光性。[1]導電聚合物是顯示半導體甚至導體性質的聚合物，其在金屬防腐、電磁屏蔽、能源存儲等領域的應用具有巨大的潛力。[2]將兩種材料復合可實現材料的性能互補、克服加工與應用帶來的不便。

1 重要申請人分布

從圖1中可看出，申請人主要為各大學、科研院所，公司占的比例相對較少。

2 制備方法分布

從圖2可知復合材料的制備方法采用原位聚合法、電化學聚合、界面聚合、自組裝、溶液共混法、模板法、噴墨打印。其中主要采用原位聚合法，其次為電化學聚合、自組裝。

3 應用領域分布

由圖3可知用于電極的占比遠高于其他領域占比之和，其次為吸附材料、防腐涂料、催化劑等。

4 重要申請人技術發展路線

從前述分析可知，申請量排名第一的申請人為海洋王照明科技股份有限公司、電子科技大學，下面對兩者的專利申請進行分析，以期對該領域的技術發展路線能有一定的把握。

由圖4可知，從2010年開始，海洋王照明科技公司最初通過加入改性石墨烯，然后加入導電聚合物單體原位聚合生成石墨烯導電聚合物復合材料，用于超級電容器。

海洋王照明科技股份有限公司專利的技術發展趨勢為首先對氧化石墨烯進行官能化改性原位聚合，隨后選擇性能較優異的聚噻吩作為基體，最后選擇不同的制備方法或采用摻雜硫或碳納米管以提高復合材料的電容量。

電子科技大學對石墨烯導電聚合物的研究主要在于導電薄膜上，其關注的技術問題在于克服穩定性差、工藝復雜以及薄膜可控性等方面。

由圖5可知，電子科技大學主要研究復合材料的制備方法以獲得較好的薄膜性，其中主要克服制備工藝復雜、薄膜穩定性和厚度可控性差等問題，而結合多種制備工藝的優點采用摻雜方法可獲得較好的薄膜性能，并在制備過程中引入導電離子鹽提高薄膜純度，雜質殘留少。

5 結語

因此，為獲得石墨烯導電復合材料仍需克服材料制備工藝復雜、穩定性差以及厚度可控性差等問題。需要進一步改進工藝才可獲得性能較好的復合材料。另外，國內企業和高校應當加強合作，加快推進該領域的產業化進程，盡快實現該領域在高附加值領域的商業化。

參考文獻：

[1]Novoselov K S，Geim A K，Morozov S V，Jiang D，Zhang Y，Dubonos S V，Grigorieva I V，Firsov A A.Science，2004，306：666-669.

[2]McQuade D T，Pullen A E，Swager T M，Chem Rev，2000，100：2537-2574.