一种N,S共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料及其制法的制作方法

文档序号:22248960发布日期:2020-09-18 12:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,其特征在于:所述n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料制备方法如下:

(1)向蒸馏水溶剂中加入三(4-溴苯基)胺和4-氰基苯硼酸,搅拌溶解后加入钯卡宾催化剂,助催化剂四丁基溴化铵、促进剂碳酸钾,加热至50-70℃,反应6-12h,制备得到端氰基三苯胺;

(2)向气氛反应瓶通入氮气,加入乙二醇甲醚溶剂、端氰基三苯胺、氢氧化钾和二氰二胺,加热至120-160℃,反应12-36h,除去溶剂,洗涤沉淀产物并干燥,制备得到端三嗪基三苯胺;

(3)向气氛反应瓶通入氮气,加入二甲亚砜溶剂、端三嗪基三苯胺和2-噻吩甲醛,加热至150-200℃,反应48-96h,析出沉淀、过滤、洗涤并干燥,制备得到含n,s的超交联多孔聚合物;

(4)将含n,s的超交联多孔聚合物置于气氛炉中,进行高温炭化过程,制备得到n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,其特征在于:所述步骤(2)中的气氛反应瓶包括瓶体、瓶体上方固定连接有进样孔,瓶体设置有通气管,通气管表面设置有通气孔,通气管固定连接有进气口和出气口,进气孔活动连接有进气阀,出气孔活动连接有出气口。

3.根据权利要求1所述的一种n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,其特征在于:所述步骤(2)中的端氰基三苯胺的分子式为c39h24n4,端氰基三苯胺、氢氧化钾和二氰二胺的质量比为100:100-120:20-25。

4.根据权利要求1所述的一种n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,其特征在于:所述步骤(3)中的端三嗪基三苯胺的分子式为c45h36n16,端三嗪基三苯胺和2-噻吩甲醛的质量比为100:85-95。

5.根据权利要求1所述的一种n,s共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,其特征在于:所述步骤(4)中的高温炭化过程为氮气氛围,升温速率为2-5℃/min,升温至700-800℃,高温炭化2-4h。


技术总结
本发明涉及超级电容器领域,且公开了一种N,S共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料,以端三嗪基三苯胺和2‑噻吩甲醛作为聚合单体,氨基和醛基进行席夫碱缩合以及加成反应,进行超交联聚合,得到具有丰富微孔结构的含N,S的超交联多孔聚合物,高温炭化形成N,S共掺杂多孔碳,N掺杂形成丰富的石墨氮、吡啶氮和吡咯氮,有利于提高多孔碳材料的导电性能,增强碳材料的赝电容效应,进而增强多孔碳电极材料的实际比电容和能量密度,S掺杂主要以氧化态硫和噻吩硫形式存在,可以改善多孔碳电极材料的表面浸润性,增加表面电化学活性点,N,S共掺杂多孔碳的超级电容器电极材料具有优异的实际比电容和电化学性能。

技术研发人员:刘栋
受保护的技术使用者:刘栋
技术研发日:2020.07.08
技术公布日:2020.09.18
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