聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金的制备方法。
[0002]【背景技术】:
传统的纳米银镍合金制备方法中需采用表面活性剂，并且在制备过程中纳米银镍合金极容易氧化，造成所得到的复合电极材料的导电率低、比电容值低的问题，这样复合电极材料难以形成良好的导电通路。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备方法。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备方法，首先制备氧化石墨稀，利用所述的氧化石墨烯与硝酸银和硫酸镍混合溶液、氢氧化钠溶液、水合肼溶液反应并处理来完成石墨烯负载纳米银镍合金复合材料的制备，再将所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料与十二烷基苯磺酸钠水溶液、苯胺、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液反应并处理来完成聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料的制备。
[0005]所述的氧化石墨稀的制备，将1.2g石墨粉与50mL浓硫酸混合，在0~4°C的冰水浴中搅拌30min;将上述溶液保持在冰水浴中，同时缓慢加入1.5g硝酸钠，再缓慢加入1g高锰酸钾，搅拌2h;2h后将反应在常温下继续搅拌lh，然后将混合液至于35°C水浴中反应1h,加入蒸馏水进行稀释，并加双氧水至金黄色，再加入稀盐酸；冷却后进行离心，最后将溶液放入半透膜中渗析处理直至中性。
[0006]所述的石墨稀负载纳米银镍合金复合材料的制备，分别称取AgNfVFP NiSO 4.6H20固体进行溶解，将所述的氧化石墨烯超声溶解成0.01g/mL的溶胶，然后将所述的硝酸银和硫酸镍混合溶液与氧化石墨烯混合超声lh，在搅拌条件下将所述的氢氧化钠溶液加入其中，再加入10 mL80%的所述的水合肼溶液；最后将混合溶液至于70°C的水浴中，300r/min搅拌反应30min，反应完成后将产物进行多次洗涤，放入40°C的真空干燥箱中进行干燥，经研磨得到黑色粉末，即得到分散均匀、化学性能稳定的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料。
[0007]所述的聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料的制备，称取所述的石墨稀负载纳米银镍合金复合材料溶于少量甲苯中超声混合均匀，向其中加入混合均匀的所述的十二烷基苯磺酸钠水溶液继续超声lh，再称取所述的苯胺加入所述的氢氧化钠溶液中并超声混合均匀，将两种溶液混合超声lOmin，然后将两种溶液混合后得到的溶液B放置在冰水浴中；取过硫酸铵配置成浓度为IM的所述的过硫酸铵溶液，用恒压漏斗将所述的过硫酸铵溶液匀速滴加进所述的三颈瓶中，控制滴加速度使所述的过硫酸铵溶液的滴加时间为1.5h，再继续聚合3h至反应完全；然后减压抽滤，用蒸馏水和丙酮溶液交替淋洗，最后将产物在50°C下真空干燥24h得墨绿色粉末；至此，由原位聚合法获得聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金材料。
[0008]有益效果:
1.本发明液相还原法中的石墨烯在反应中既是分散剂又是模板，石墨烯的比表面积为纳米银镍合金提供了支撑平面，使纳米银镍合金本身的性能得到了充分的发挥。
[0009]本发明液相还原法中无需采用任何表面活性剂，即可控制纳米银镍合金粒子的大小在40-50nm，并且均匀地分散在石墨烯的表面。
[0010]本发明液相还原法在碱性条件下以水合肼为还原剂，在还银镍离子反应中产生大量氮气，其能有效阻止纳米银镍合金的氧化，并且反应副产物为水，无其他杂质生成，产物纯净。
[0011]本发明采用的原位聚合法制备出的聚苯胺/石墨烯/纳米银镍合金复合电极材料中，当纳米银镍合金/石墨稀的掺杂量为聚苯胺的40wt%时，在酸性条件下比电容值高达785.26F/g，高于聚苯胺/石墨稀电极用复合材料。
[0012]本发明制备出的复合电极材料中，石墨烯功能化后与聚合物基之间有很强的键接作用，形成良好的导电通路。聚苯胺包覆纳米银镍合金/石墨烯所形成的核-壳结构，使复合材料具有良好的成型加工性和较高的机械强度。
[0013]【附图说明】:
附图1是本发明粉体的XRD图。
[0014]附图2是本发明粉体的质量分数为聚苯胺的40%时复合电极材料的XRD图。
[0015]附图3是本发明粉体的质量分数为聚苯胺的40%时复合电极材料的SEM图。
[0016]附图4是本发明粉体的掺杂量为40%时复合电极材料的循环伏安图。
[0017]【具体实施方式】:
实施例1:
一种聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备方法，首先制备氧化石墨稀，利用所述的氧化石墨烯与硝酸银和硫酸镍混合溶液、氢氧化钠溶液、水合肼溶液反应并处理来完成石墨烯负载纳米银镍合金复合材料的制备，再将所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料与十二烷基苯磺酸钠水溶液、苯胺、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液反应并处理来完成聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料的制备。
[0018]实施例2:
根据实施例1所述的氧化石墨稀的制备，将1.2g石墨粉与50mL浓硫酸混合，在0~4°C的冰水浴中搅拌30min;将上述溶液保持在冰水浴中，同时缓慢加入1.5g硝酸钠，再缓慢加入1g高锰酸钾，搅拌2h;2h后将反应在常温下继续搅拌lh，然后将混合液至于35°C水浴中反应10h，加入蒸馏水进行稀释，并加双氧水至金黄色，再加入稀盐酸；冷却后进行离心，最后将溶液放入半透膜中渗析处理直至中性。
[0019]实施例3:
根据实施例1或2所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料的制备，分别称取AgNO 3和NiSO4.6H20固体进行溶解，将所述的氧化石墨烯超声溶解成0.01g/mL的溶胶，然后将所述的硝酸银和硫酸镍混合溶液与氧化石墨烯混合超声lh，在搅拌条件下将所述的氢氧化钠溶液加入其中，再加入10 mL80%的所述的水合肼溶液；最后将混合溶液至于70°C的水浴中，300r/min搅拌反应30min，反应完成后将产物进行多次洗涤，放入40°C的真空干燥箱中进行干燥，经研磨得到黑色粉末，即得到分散均匀、化学性能稳定的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料。
[0020]实施例4: 根据实施例1或2或3所述的聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金材料的制备，称取所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料溶于少量甲苯中超声混合均匀，向其中加入混合均匀的所述的十二烷基苯磺酸钠水溶液继续超声lh，再称取所述的苯胺加入所述的氢氧化钠溶液中并超声混合均匀，将两种溶液混合超声lOmin，然后将两种溶液混合后得到的溶液B放置在冰水浴中；取过硫酸铵配置成浓度为IM的所述的过硫酸铵溶液，用恒压漏斗将所述的过硫酸铵溶液匀速滴加进所述的三颈瓶中，控制滴加速度使所述的过硫酸铵溶液的滴加时间为1.5h，再继续聚合3h至反应完全；然后减压抽滤，用蒸馏水和丙酮溶液交替淋洗，最后将产物在50°C下真空干燥24h得墨绿色粉末；至此，由原位聚合法获得聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金材料。
【主权项】
1.一种聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金的制备方法，其特征是:首先制备氧化石墨稀，利用所述的氧化石墨烯与硝酸银和硫酸镍混合溶液、氢氧化钠溶液、水合肼溶液反应并处理来完成石墨稀负载纳米银镍合金复合材料的制备，再将所述的石墨稀负载纳米银镍合金复合材料与十二烷基苯磺酸钠水溶液、苯胺、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液反应并处理来完成聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料的制备。2.根据权利要求1所述的氧化石墨稀的制备，其特征是:将1.2g石墨粉与50mL浓硫酸混合，在0~4°C的冰水浴中搅拌30min ;将上述溶液保持在冰水浴中，同时缓慢加入1.5g硝酸钠，再缓慢加入1g高锰酸钾，搅拌2h ;2h后将反应在常温下继续搅拌lh，然后将混合液至于35°C水浴中反应10h，加入蒸馏水进行稀释，并加双氧水至金黄色，再加入稀盐酸；冷却后进行离心，最后将溶液放入半透膜中渗析处理直至中性。3.根据权利要求1或2所述的石墨稀负载纳米银镍合金复合材料的制备，其特征是:分别称取AgNO# NiSO4.6Η20固体进行溶解，将所述的氧化石墨稀超声溶解成0.01g/mL的溶胶，然后将所述的硝酸银和硫酸镍混合溶液与氧化石墨烯混合超声lh，在搅拌条件下将所述的氢氧化钠溶液加入其中，再加入10 mL80%的所述的水合肼溶液；最后将混合溶液至于70°C的水浴中，300r/min搅拌反应30min，反应完成后将产物进行多次洗涤，放入40°C的真空干燥箱中进行干燥，经研磨得到黑色粉末，即得到分散均匀、化学性能稳定的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料。4.根据权利要求1或2或3所述的聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料的制备，其特征是:称取所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料溶于少量甲苯中超声混合均匀，向其中加入混合均匀的所述的十二烷基苯磺酸钠水溶液继续超声lh，再称取所述的苯胺加入所述的氢氧化钠溶液中并超声混合均匀，将两种溶液混合超声lOmin，然后将两种溶液混合后得到的溶液B放置在冰水浴中；取过硫酸铵配置成浓度为IM的所述的过硫酸铵溶液，用恒压漏斗将所述的过硫酸铵溶液匀速滴加进所述的三颈瓶中，控制滴加速度使所述的过硫酸铵溶液的滴加时间为1.5h，再继续聚合3h至反应完全；然后减压抽滤，用蒸馏水和丙酮溶液交替淋洗，最后将产物在50°C下真空干燥24h得墨绿色粉末；至此，由原位聚合法获得聚苯胺包覆石墨稀纳米银镍合金材料。
【专利摘要】<b>聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备方法。传统的纳米银镍合金制备方法中需采用表面活性剂，并且在制备过程中纳米银镍合金极容易氧化，造成所得到的复合电极材料的导电率低、比电容值低的问题，这样复合电极材料难以形成良好的导电通路。本发明方法包括：首先制备氧化石墨稀，利用所述的氧化石墨烯与硝酸银和硫酸镍混合溶液、氢氧化钠溶液、水合肼溶液反应并处理来完成石墨烯负载纳米银镍合金复合材料的制备，再将所述的石墨烯负载纳米银镍合金复合材料与十二烷基苯磺酸钠水溶液、苯胺、氢氧化钠溶液、过硫酸铵溶液反应并处理来完成聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金材料的制备。本发明用于聚苯胺包覆石墨烯纳米银镍合金的制备。</b>
【IPC分类】H01B1/04, C08K3/08, H01B1/02, C01B31/04, C08K9/00, B82Y30/00, C08G73/02, H01B1/12
【公开号】CN105047243
【申请号】CN201510307684
【发明人】赵东宇, 毕昌隆, 崔文婧, 张锡文, 于悦
【申请人】黑龙江大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月8日