三维石墨烯/聚苯胺阵列超级电容器电极材料的制备方法与流程

文档序号:12724757阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维石墨烯/聚苯胺阵列超级电容器电极材料的制备方法,其特征在于三维石墨烯/聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法是按以下步骤进行的:

一、制备三维石墨烯:将泡沫镍作为模板放于管式炉中,氩气和氢气作为载气,将管式炉从室温加热到900~1100 ℃保温30~60 min,并在温度为900~1100 ℃时向炉中以10~20 sccm的速率通入甲烷气体5~10 min,然后将管式炉以80~100℃/min的速率冷却到室温,然后将制得的石墨烯包裹的泡沫镍切割成面积1´1 cm2的方块,并将质量分数为4%的聚甲基丙烯酸甲酯溶液按每平方厘米100~150 mL用量滴到石墨烯包裹泡沫镍表面,在200 ℃下保温30~60 min,使石墨烯包裹泡沫镍表面的聚甲基丙烯酸甲酯溶液固化干燥,然后将其浸泡到温度为60~90 ℃,浓度为3~4 mol/L的盐酸溶液中3~12 h,去除其中的泡沫镍,再用热丙酮溶液去除其中的聚甲基丙烯酸甲酯,并用去离子水反复清洗干净,得到三维石墨烯,然后将清洗干净的三维石墨烯移入到浓硝酸溶液中浸泡12~18 h,得到轻微酸化的三维石墨烯;

二、原位聚合制备聚苯胺阵列:将苯胺单体和过硫酸铵分别加入到等体积的1 mol/L的硫酸溶液中,室温下搅拌30~60 min使其完全溶解,然后将步骤一得到的轻微酸化的三维石墨烯放置在载玻片上,并将其浸入到苯胺溶液中1~3 h,使苯胺单体与三维石墨烯完全接触,最后在冰浴条件下将过硫酸铵溶液加热到苯胺溶液中缓慢搅拌30~60 s,然后让其在冰浴条件下反应0~24 h,得到三维石墨烯/聚苯胺阵列复合材料,用去离子水将复合材料清洗干净,将其置于真空干燥箱中80~100 ℃下干燥6~12 h,得到三维石墨烯/聚苯胺阵列复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯/聚苯胺阵列超级电容器电极材料的制备方法,其特征在于步骤一中管式炉以10 ℃/min的升温速率从室温加热到900~1100 ℃,氩气和氢气的流量分别为500 sccm和200sccm。

3.根据权利要求1所述的一种三维石墨烯/聚苯胺阵列超级电容器电极材料的制备方法,其特征在于步骤二中称取的苯胺单体和过硫酸的摩尔比为4:1,冰浴温度为0~-5℃。

4.一种三维石墨烯/聚苯胺阵列超级电容器电极材料的应用,其特征在于三维石墨烯/聚苯胺阵列复合材料作为超级电容器电极材料使用。

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