6](3)采用LAND电池测试系统(CT2001A，LAND)对上述两电极电容器进行恒流充放电测试(电流密度0.1-0.5A/g，电压范围为0~1.2 V):当测试电流密度为0.lA/g时，比容量为180F/g。如图1所示。
[0017]实施例2
三维多孔石墨烯复合材料的制备
(1)分别配制0.SM Cu (NO3)2的水溶液1L，0.48M Fe (NO 3) 3的水溶液IL为溶液A和
B ；
(2)取1.7mol的十二烧基苯磺酸钠充分分散于10ml蒸饱水中，此为溶液C ；
(3)在不停地强烈搅拌溶液C条件下，同时将水溶液A和水溶液B逐滴加入溶液C中；
(4)滴加完成后用质量比为30%的NaOH溶液调节pH值为8.0获得样品；将样品置于70 °C条件下陈化16小时；
(5)将陈化的样品用去离子水洗涤至终滤液pH= 7，过滤，将得到的滤饼在60°C温度范围内真空干燥8小时，得到十二烷基苯磺酸根插层水滑石；
(6)将十二烷基苯磺酸根插层水滑石置于管式炉中，在氮气的保护下进行煅烧，升温至SOO0C，再恒温煅烧6小时，然后降温冷却至室温，得到粗产物；
(7)用去离子水洗涤粗产物去除杂质后，在80°C下真空干燥获得具有三维多孔结构的石墨稀复合材料；用比表面积及孔隙分析仪测量得到该样品的Brunauer-Emmett-Teller比表面积高达1670m2/g，单点孔容(Ρ/Ρ0 = 0.99)为1.3IcmVg ;
基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器
(1)将制备得到的石墨烯复合材料与乙炔黑、聚四氟乙烯乳液(质量分数15%)按照质量比为76:18:5的比例研磨混合均匀配成电极浆料，超声2.5h使电极浆料均匀分散于少量无水乙醇中形成糊状液体，然后均匀涂布于泡沫镍表面，100°C下真空干燥后，在手动油压机上以15 MPa的压力压制成厚度为0.1 mm的薄片，得到电极片。
[0018](2)采用聚丙烯多孔膜为隔膜并放入电解液30被％的KOH水溶液(6mol / L)中浸泡8分钟，然后将浸泡过的隔膜置于两个电极片中间，用纽扣电池壳(CR2032)封装，制成两电极超级电容器。
[0019](3)采用LAND电池测试系统(CT2001A，LAND)对上述两电极超级电容器进行恒流充放电测试(电流密度0.1-0.5A/g，电压范围为0~1.2 V):当测试电流密度为0.lA/g时，比容量为220F/g，如图1所示。
[0020]实施例3
三维多孔石墨烯复合材料的制备
(O分别配制0.3M Ni (Cl)2的水溶液1L，0.12M V (Cl ) 3的水溶液IL为溶液A和B ;
(2)取0.0lmol的特级纯松香充分分散于10ml无水乙醇中，此为溶液C ；
(3)在不停地强烈搅拌溶液C条件下，同时将水溶液A和水溶液B逐滴加入溶液C中；
(4)滴加完成后用质量比为30%的NaOH溶液调节pH值为11.0获得样品；将样品置于90 °C条件下陈化10小时；
(5)将陈化的样品用去离子水洗涤至终滤液pH= 8，过滤，将得到的滤饼在100°C温度范围内真空干燥3小时，得到松香酸根插层水滑石；
(6)将松香酸根插层水滑石置于管式炉中，在氦气的保护下进行煅烧，升温至1500°C，再恒温煅烧I小时，然后降温冷却至室温，得到粗产物；
(7)用去离子水洗涤粗产物去除杂质后，在80°C下真空干燥获得具有三维多孔结构的石墨稀复合材料；用比表面积及孔隙分析仪测量得到该样品的Brunauer-Emmett-Teller比表面积高达1810m2/g，单点孔容(P/PO = 0.99)为1.15cm3/g。
[0021]基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器
(I)将制备得到的石墨烯复合材料与乙炔黑、聚四氟乙烯乳液(质量分数15%)按照质量比为84:12:8的比例研磨混合均匀配成电极浆料，超声2h使电极浆料均匀分散于少量无水乙醇中形成糊状液体，然后均匀涂布于泡沫镍表面，100°C下真空干燥后，在手动油压机上以15 MPa的压力压制成厚度为0.1 mm的薄片，得到电极片。
[0022](2)采用聚丙烯多孔膜为隔膜并放入电解液30被％的KOH水溶液(6mol / L)中浸泡15分钟，然后将浸泡过的隔膜置于两个电极片中间，用纽扣电池壳(CR2032)封装，制成两电极电容器。
[0023](3)采用LAND电池测试系统(CT2001A，LAND)对上述两电极电容器进行恒流充放电测试(电流密度0.1-0.5A/g，电压范围为0~1.2 V):当测试电流密度为0.lA/g时，比容量为236F/g，如图1所示。
【主权项】
1.一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于 (1)将三维多孔石墨烯复合材料与乙炔黑、质量分数15%的聚四氟乙烯乳液按照重量份比为(76?84): (12?18): (5?8)的比例研磨混合均匀配成电极浆料，超声2?3h使电极浆料均匀分散于少量无水乙醇中形成糊状液体，然后均匀涂布于泡沫镍表面，真空干燥后制成薄片，得到电极片； (2)采用聚丙烯多孔膜为隔膜并放入电解液水溶液中浸泡，然后将浸泡过的隔膜置于两个电极片中间，用CR2032纽扣电池壳封装，制成两电极的超级电容器。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于: (1)分别配制二价金属阳离子的氯化盐或硝酸盐水溶液A、三价金属阳离子的氯化盐或硝酸盐水溶液B ； (2)取有机阴离子充分分散于溶剂D中，得到溶液C; (3)在不停地强烈搅拌溶液C条件下，同时将水溶液A和水溶液B逐滴加入溶液C中； (4)滴加完成后用质量比为30%的NaOH溶液调节pH值为6.0?12.0获得样品；将样品置于50?90°C条件下陈化10?18小时； (5)将陈化的样品用去离子水洗涤至终滤液pH= 7?8，过滤，将得到的滤饼在50?100°C温度范围内真空干燥3?8小时，得到有机阴离子插层水滑石； (6)将有机阴离子插层水滑石置于管式炉中，在惰性气体的保护下进行煅烧，升温至600?1600°C之间，再恒温煅烧I?6小时，然后降温冷却至室温，得到粗产物； (7)用去离子水洗涤粗产物去除杂质后，在80°C下真空干燥获得具有三维多孔结构的石墨烯复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于，所述的有机阴离子是指丁二酸根离子，己二酸根离子，癸二酸根离子，硬脂酸根离子，苯甲酸根离子，十二烷基硫酸根离子，十二烷基苯磺酸离子、松香酸根离子等廉价的有机阴离子中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于，所述的水溶液A中，二价金属阳离子是指Zn2+、Ni2+、Co2+、Mn2+或Cu 2 +中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于所述的水溶液B中，三价金属阳离子是指Co'Cr'Fe3+、V3+或Sc3+中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于所述的溶剂D，是指蒸馏水、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲苯或氯仿中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，其特征在于经过步骤(3)之后，所述的溶液C中，二价金属阳离子、三价金属阳离子、有机阴离子之间的摩尔比为0.8?4.3:1: 0.5?5.2。
8.根据权利要求2所述的一种基于三维多孔石墨烯复合材料的制备步骤，其特征在于所述的惰性气体是指氮气、氩气或氦气中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于三维多孔石墨稀复合材料的制备步骤，其特征在于所述的真空干燥是在100°C下进行的；所述的薄片，是在手动油压机上以15 MPa的压力压制成厚度为0.1 mm的薄片。
10.根据权利要求1所述的一种基于三维多孔石墨稀复合材料的制备步骤，其特征在于所述的电解液为30wt% 6mol / L的KOH水溶液；所述的浸泡，时间为8?15分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种基于三维多孔石墨烯复合材料制备超级电容器的方法，包括：将三维多孔石墨烯复合材料与乙炔黑、质量分数15%的聚四氟乙烯乳液按照重量份比为（76～84）：（12～18）：（5～8）的比例研磨混合成电极浆料，并均匀分散于少量无水乙醇中形成糊状液体并涂布于泡沫镍表面制成薄片，得到电极片；采用聚丙烯多孔膜为隔膜并放入电解液水溶液中浸泡，将浸泡过的隔膜置于两个电极片中间，封装制成两电极的超级电容器。本发明基于所述的三维多孔石墨烯复合材料，经封装电流密度为0.1A/g时，比容量可达到236～160F/g之间。
【IPC分类】H01G11-36, C01B31-04, H01G11-86, H01G11-84
【公开号】CN104637699
【申请号】CN201510074080
【发明人】凌启淡, 陈鸿, 章文贡, 肖厚文
【申请人】福建师范大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月12日