石墨烯导电聚合物复合材料

宛朋

摘 要：本文统计了石墨烯导电聚合物复合材料的专利文献，并分析了专利申请的分布情况，进而梳理了复合材料的制备以及应用，并总结了重要申请人的专利技术发展路线，以期对该领域提供一定的参考。

关键词：石墨烯;导电聚合物;专利申请

石墨烯具有良好的导电、导热和透光性。[1]导电聚合物是显示半导体甚至导体性质的聚合物，其在金属防腐、电磁屏蔽、能源存储等领域的应用具有巨大的潜力。[2]将两种材料复合可实现材料的性能互补、克服加工与应用带来的不便。

1 重要申请人分布

从图1中可看出，申请人主要为各大学、科研院所，公司占的比例相对较少。

2 制备方法分布

从图2可知复合材料的制备方法采用原位聚合法、电化学聚合、界面聚合、自组装、溶液共混法、模板法、喷墨打印。其中主要采用原位聚合法，其次为电化学聚合、自组装。

3 应用领域分布

由图3可知用于电极的占比远高于其他领域占比之和，其次为吸附材料、防腐涂料、催化剂等。

4 重要申请人技术发展路线

从前述分析可知，申请量排名第一的申请人为海洋王照明科技股份有限公司、电子科技大学，下面对两者的专利申請进行分析，以期对该领域的技术发展路线能有一定的把握。

由图4可知，从2010年开始，海洋王照明科技公司最初通过加入改性石墨烯，然后加入导电聚合物单体原位聚合生成石墨烯导电聚合物复合材料，用于超级电容器。

海洋王照明科技股份有限公司专利的技术发展趋势为首先对氧化石墨烯进行官能化改性原位聚合，随后选择性能较优异的聚噻吩作为基体，最后选择不同的制备方法或采用掺杂硫或碳纳米管以提高复合材料的电容量。

电子科技大学对石墨烯导电聚合物的研究主要在于导电薄膜上，其关注的技术问题在于克服稳定性差、工艺复杂以及薄膜可控性等方面。

由图5可知，电子科技大学主要研究复合材料的制备方法以获得较好的薄膜性，其中主要克服制备工艺复杂、薄膜稳定性和厚度可控性差等问题，而结合多种制备工艺的优点采用掺杂方法可获得较好的薄膜性能，并在制备过程中引入导电离子盐提高薄膜纯度，杂质残留少。

5 结语

因此，为获得石墨烯导电复合材料仍需克服材料制备工艺复杂、稳定性差以及厚度可控性差等问题。需要进一步改进工艺才可获得性能较好的复合材料。另外，国内企业和高校应当加强合作，加快推进该领域的产业化进程，尽快实现该领域在高附加值领域的商业化。

参考文献：

[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.