CN101882480B - 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法 - Google Patents

一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101882480B
CN101882480B CN2010102097728A CN201010209772A CN101882480B CN 101882480 B CN101882480 B CN 101882480B CN 2010102097728 A CN2010102097728 A CN 2010102097728A CN 201010209772 A CN201010209772 A CN 201010209772A CN 101882480 B CN101882480 B CN 101882480B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
polypyrrole
composite material
preparation
graphene composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2010102097728A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101882480A (zh
Inventor
张大成
马衍伟
张熊
陈尧
余鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electrical Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Electrical Engineering of CAS filed Critical Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority to CN2010102097728A priority Critical patent/CN101882480B/zh
Publication of CN101882480A publication Critical patent/CN101882480A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101882480B publication Critical patent/CN101882480B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，将氧化石墨通过水合肼还原后的产物用去离子水洗涤得到均匀分散的石墨烯胶体，用该石墨烯胶体与吡咯单体按一定的比例混合后超声分散，然后置于冰浴条件搅拌，再将FeCl3的盐酸溶液缓慢滴加入反应物中，滴加完毕之后让反应物在冰浴条件下反应，反应完毕后洗涤干燥即得聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。本发明工艺条件简单，成本低廉，制备的复合材料中聚吡咯被石墨烯均匀包裹，作为超级电容器电导率高、电化学性能好。

Description

一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，特别涉及聚吡咯/石墨烯通过原位聚合形成稳定复合材料的方法。
背景技术
含有共轭双键的导电高分子材料聚吡咯(PPy)，具有较高的导电率和比电容，广泛应用于生物传感器、超级电容器等领域，自从被发现以来一直受到人们的关注。然而基于氧化还原反应赝电容的导电聚吡咯(PPy)作为超级电容器电极材料寿命短、稳定性和倍率特性差，为了改善和提高聚吡咯的性能，大量研究者将目光集中在聚吡咯与其他材料的复合上，近年来与碳纳米管等碳材料的复合广泛展开，研究结果表明与碳纳米管的复合能够大幅度的改善超级电容器的性能，然而碳纳米管有成本高、比电容低等缺点。
石墨烯是由碳原子在二维空间上紧密堆积成六边形晶格结构的一种新型材料，是组成1维碳纳米管0维富勒烯和石墨的基本单元。自从Novoselov等采用机械剥离热解石墨获得独立存在的石墨烯以来，由于其优异的机械性能和物理性能，迅速成为材料科学研究的热点，目前石墨烯的研究已经在基础研究广泛展开，有进一步实现应用的可能。大规模制备石墨烯的方法有化学剥离法[D.Li et al.，Nat Nanotech.，2008，3，101]，，热剥离法[H.C.Schnieppet al.，J Phys Chem B.，2006，110，8535]，CVD法[中国专利200810113597]、外延生长法[中国专利200780005630]等。其中化学剥离法有产量高、条件容易控制等优点，是目前用得最广泛的一种方法。Kai Zhang[Kai Zhang et al，Chem.Mater.2010，22，1392-1401]等人将石墨烯和聚苯胺复合得到了高性能的复合材料。与碳纳米管相比，石墨烯与导电聚合物的复合性能改善的优势更加明显，因此导电聚合物与石墨烯的复合是功能复合材料领域的又一新的方向，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明目的是克服聚吡咯和石墨烯的缺点、提出一种制备性能优化的聚吡咯/石墨烯复合材料的方法。本发明以化学剥离法为基础制备石墨烯，通过化学聚合法原位聚合制备出聚吡咯/石墨烯复合材料，本发明工艺条件简单、所制备的聚吡咯/石墨烯复合材料电导率高、电化学性能好。
本发明制备工艺步骤顺序如下：
(1)将氧化石墨(南京先锋纳米科技公司生产)放入水中超声分散，形成均匀分散的、质量浓度为0.25g/L～1g/L的氧化石墨烯溶液。
(2)在所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为50％的水合肼(天津市津科精细化工厂研究所生产)和质量浓度为28％的氨水(北京化工厂生产)，在油浴95℃条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉溶于水超声分散，得到稳定分散的石墨烯胶体。
(3)取步骤(2)制得的石墨烯胶体和吡咯单体(北京化工厂生产)混合超声，使其混合均匀。将所得的混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时向混合溶液中缓慢滴加FeCl3·6H2O(广东汕头市西陇化工厂)的盐酸(北京化工厂生产)溶液，继续搅拌。反应完毕后，将混合物过滤洗涤、烘干后得到聚吡咯/石墨烯复合材料。
(4)最后，将本发明制备的聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成超级电容器等储能系统的电极材料。
所述的氧化石墨烯的质量浓度为0.25g/L～1g/L，水合肼浓度为50％，水合肼与氧化石墨烯溶液的体积比为1∶200～1∶100。氨水浓度为28％，氨水的用量为使反应溶液PH值调整至8.0～11.0。吡咯与氧化石墨的质量比为1∶100～100∶1。FeCl3·6H2O与氧化石墨的质量比为3∶1～300∶1。盐酸浓度为0.1mol/L，盐酸与石墨烯胶体的体积比为1∶5～3∶1。
所述的步骤(1)中超声时间为20～120min。步骤(2)中超声时间为10～60min；步骤(3)中超声时间为10～60min。
所述的步骤(3)中冰浴条件下继续搅拌的时间为6～24h。
所述的步骤(4)中电极材料的比例为聚吡咯/石墨烯复合材料∶乙炔黑∶粘结剂为7.5∶2∶0.5～6.5∶2∶1.5。
附图说明
图1是本发明实施例2的聚吡咯/石墨烯复合材料透射电镜图片；
图2是本发明实施例2的聚吡咯/石墨烯复合材料在0.5A/g的条件下充放电曲线。
具体实施方式
实施例1
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于50mL水中超声120分钟，配置成质量浓度为1g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.25mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至8.0，在油浴95℃条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水超声分散10分钟得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和5g吡咯单体混合超声60分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将15gFeCl3·6H2O溶解入150mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌24小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7.5∶2∶0.5的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为151F/g。
实施例2
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于60mL水中，超声110分钟，配置成质量浓度为0.83g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.32mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至8.5，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水超声分散10分钟得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.45g吡咯单体混合超声55分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将10gFeCl3·6H2O溶解入100mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌24小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7.4∶2∶0.6的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为307F/g。
图1所示为聚吡咯/石墨烯复合材料透射电镜图片；图2所示为聚吡咯/石墨烯复合材料在0.5A/g的条件下充放电曲线。
实施例3
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于70mL水中，超声100分钟，配置成质量浓度为0.71g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.36mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至8.8，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声15分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.2g吡咯单体混合超声45分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将9gFeCl3·6H2O溶解入90mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌24小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7.3∶2∶0.7的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为382F/g。
实施例4
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于80mL水中，超声90分钟，配置成质量浓度为0.63g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.42mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至9.0，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声20分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.1167g吡咯单体混合超声40分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将8gFeCl3·6H2O溶解入80mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌24小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7.2∶2∶0.8的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为487F/g。
实施例5
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于90mL水中，超声80分钟，配置成质量浓度为0.56g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.5mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至9.5，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声30分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.075g吡咯单体混合超声35分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将7gFeCl3·6H2O溶解入70mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌12小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7.1∶2∶0.9的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为285F/g。
实施例6
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于100mL水中，超声70分钟，配置成质量浓度为0.5g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.6mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至9.8，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声40分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.05g吡咯单体混合超声30分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将6gFeCl3·6H2O溶解入60mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌12小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按7∶2∶1的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为243F/g。
实施例7
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于120mL水中，超声60分钟，配置成质量浓度为0.42g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.8mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至10.0，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声45分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.0333g吡咯单体混合超声25分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将5gFeCl3·6H2O溶解入50mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌12小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按6.9∶2∶1.1的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为222F/g。
实施例8
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于130mL水中，超声50分钟，配置成质量浓度为0.38g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加0.9mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至10.2，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声50分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.0214g吡咯单体混合超声20分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将4gFeCl3·6H2O溶解入40mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌6小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按6.8∶2∶1.2的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为203F/g。
实施例9
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于150mL水中，超声40分钟，配置成质量浓度为0.33g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加1.02mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至10.4，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声55分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.0125g吡咯单体混合超声15分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将3gFeCl3·6H2O溶解入30mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌6小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按6.7∶2∶1.3的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为243F/g。
实施例10
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于170mL水中，超声35分钟，配置成质量浓度为0.29g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加1.4mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至10.6，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声60分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.0056g吡咯单体混合超声12分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将1.5gFeCl3·6H2O溶解入20mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌6小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按6.6∶2∶1.4的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为192F/g。
实施例11
(1)还原氧化石墨烯：取0.05g氧化石墨溶于200mL水中，超声30分钟，配置成质量浓度为0.25g/L的氧化石墨烯溶液，向氧化石墨烯溶液中滴加2mL水合肼，然后向混合溶液中缓慢滴加氨水将PH值调整至11.0，在油浴(95℃)条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉放入50mL去离子水中超声60分钟分散得到稳定分散的石墨烯胶体。
(2)制备聚吡咯/石墨烯复合材料：取步骤(1)制得的全部石墨烯胶体和0.0005g吡咯单体混合超声10分钟，将混合溶液倒入圆底烧瓶中置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时将0.15gFeCl3·6H2O溶解入10mL0.1mol/L的盐酸混合溶液慢慢向圆底烧瓶中滴加，滴加完毕后继续冰浴搅拌6小时得到黑色沉淀物，将沉淀物用去离子水过滤洗涤3次后60℃干燥24小时得到聚吡咯/石墨烯复合材料粉体。
(3)将所得聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂按6.5∶2∶1.5的比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成电极，然后在电化学工作站上进行计时电位、循环伏安等电化学测试。测试结果表明，超级电容器的单电极比电容在0.5A/g的条件下为168F/g。

Claims (5)

1.一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法的工艺步骤顺序如下：
(1)将氧化石墨放入水中超声分散，形成均匀分散的、质量浓度为0.25g/L～1g/L的氧化石墨烯溶液；
(2)在所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为50％的水合肼和质量浓度为28％的氨水，再将所述的氧化石墨烯溶液在油浴95℃条件下反应24小时，反应完毕后将产物用水洗涤得到石墨烯湿粉，将石墨烯湿粉溶于水超声分散，得到稳定分散的石墨烯胶体；
(3)取步骤(2)制得的石墨烯胶体和吡咯单体混合超声，使其混合均匀；将所得混合溶液置于冰浴条件下搅拌10分钟，同时向混合溶液中缓慢滴加FeCl3·6H2O的盐酸溶液，继续搅拌；反应完毕后，将混合物过滤洗涤、烘干后得到聚吡咯/石墨烯复合材料；
(4)最后，将步骤(3)制备的聚吡咯/石墨烯复合材料，与乙炔黑、粘结剂按比例混合均匀，均匀压制到集流体上制作成超级电容器电极材料。
2.根据权利要求1所述的聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的水合肼与氧化石墨烯溶液的体积比为1∶200～1∶100；氨水的用量为使氧化石墨烯溶液PH值调整至8.0～11.0；吡咯与氧化石墨的质量比为1∶100～100∶1；FeCl3·6H2O与氧化石墨的质量比为为3∶1～300∶1；盐酸浓度为0.1mol/L，盐酸与石墨烯胶体的体积比为1∶5～3∶1。
3.根据权利要求1所述聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤(1)中的超声时间为30～120min；步骤(2)中的超声时间为10～60min；步骤(3)中的超声时间为10～60min。
4.根据权利要求1所述聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的冰浴条件下继续搅拌的时间为6～24h。
5.根据权利要求1所述聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的聚吡咯/石墨烯复合材料、乙炔黑、粘结剂混合的比例为7.5∶2∶0.5～6.5∶2∶1.5。
CN2010102097728A 2010-06-18 2010-06-18 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法 Active CN101882480B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102097728A CN101882480B (zh) 2010-06-18 2010-06-18 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102097728A CN101882480B (zh) 2010-06-18 2010-06-18 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101882480A CN101882480A (zh) 2010-11-10
CN101882480B true CN101882480B (zh) 2011-12-14

Family

ID=43054466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102097728A Active CN101882480B (zh) 2010-06-18 2010-06-18 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101882480B (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102569725B (zh) * 2010-12-16 2014-09-17 海洋王照明科技股份有限公司 氟化石墨烯-氟磷酸钒锂复合材料及其制备方法与应用
CN102153870B (zh) * 2011-01-24 2013-01-23 江苏大学 一种石墨烯聚膦腈纳米复合材料的制备方法
CN102220027A (zh) * 2011-04-25 2011-10-19 北京航空航天大学 一种石墨烯/导电聚合物复合材料及其制备方法
CN102760870B (zh) * 2011-04-26 2014-11-05 海洋王照明科技股份有限公司 一种石墨烯/聚噻吩衍生物复合材料、其制备方法及应用
CN102757643B (zh) * 2011-04-26 2014-10-15 海洋王照明科技股份有限公司 一种氮取代氧化石墨烯/聚吡咯复合材料的制备方法
CN102220597B (zh) * 2011-05-20 2013-02-06 湖南大学 一种导电聚合物-石墨烯复合物的制备方法
CN102329424B (zh) * 2011-08-17 2013-04-03 东南大学 一种制备聚吡咯/石墨烯复合薄膜材料的方法
CN102496481A (zh) * 2011-12-23 2012-06-13 北京航空航天大学 一种石墨烯/聚吡咯纳米管复合材料以及一种以其为电极的超级电容器及其制备方法
CN102568860A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 北京航空航天大学 一种石墨烯/聚吡咯纳米管复合材料以及一种以其为电极的超级电容器及其制备方法
CN103187576B (zh) 2011-12-28 2015-07-29 清华大学 集流体、电化学电池电极及电化学电池
CN102617853B (zh) * 2012-03-27 2013-08-07 大连理工大学 一种泡沫多孔石墨烯/聚吡咯复合吸油材料的制备方法
CN102627768A (zh) * 2012-04-10 2012-08-08 上海交通大学 超级电容器电极用石墨烯/聚吡咯纳米复合材料的制备方法
CN103427086B (zh) 2012-05-17 2016-03-30 清华大学 集流体制备方法
CN102789842B (zh) * 2012-07-27 2014-12-31 青岛科技大学 一种导电聚合物/石墨烯复合纳米材料的制备方法
EP2973626A1 (en) 2013-03-14 2016-01-20 Saudi Basic Industries Corporation Fractional order capacitor based on dielectric polymer doped with conductive nano-fillers
CN103450683A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 西北工业大学 一种聚吡咯/BaFe12O19-Ni0.8Zn0.2Fe2O4/石墨烯纳米吸波材料的制备方法
WO2016046104A1 (en) 2014-09-24 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Damping and support device for electrical equipments
CN104310384A (zh) * 2014-10-08 2015-01-28 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种可控导电性能的羟基化石墨烯粉体的制备方法
CN104477895A (zh) * 2014-12-11 2015-04-01 百顺松涛（天津）动力电池科技发展有限公司 一种用于锂离子电池负极的掺氮石墨烯的制备方法
CN104992851B (zh) * 2015-07-13 2017-11-07 齐鲁工业大学 一种石墨烯/吡咯聚合物超级电容器电极材料的制备方法
CN105062064B (zh) * 2015-08-06 2017-09-12 河南科技大学 一种石墨烯/聚吡咯电磁屏蔽膜及其制备方法
CN105217800A (zh) * 2015-08-25 2016-01-06 南京工业大学 一种石墨烯/聚吡咯生物电极及其制备方法与应用
CA3094913A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Thyrolytics Ab An improved electrode for electrochemical device
CN109119250A (zh) * 2018-07-20 2019-01-01 江苏大学 CoFe-LDH/聚吡咯/氧化石墨三元复合材料的制备方法
CN109453808B (zh) * 2018-11-15 2022-02-08 南昌航空大学 一种三维多级孔洞的石墨烯/聚吡咯复合材料的应用
CN109763139B (zh) * 2019-01-12 2021-06-25 辽宁大学 α-Co(OH)2/PPy/GO纳米片及基于其的OER电催化修饰电极
CN110436584A (zh) * 2019-07-31 2019-11-12 西安建筑科技大学 一种PPy/GO复合电极材料、制备方法及其应用
CN113077919B (zh) * 2021-03-25 2022-10-11 徐州医科大学 金属Pd负载的石墨烯/聚吡咯复合材料及其制法与应用
CN113429784B (zh) * 2021-07-07 2022-03-11 西南交通大学 一种氧化石墨烯手性聚吡咯杂化材料、防腐吸波涂层及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101478043A (zh) * 2009-01-08 2009-07-08 上海交通大学 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN101474897A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 南开大学 石墨烯-有机材料层状组装膜及其制备方法
US7623340B1 (en) * 2006-08-07 2009-11-24 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate nanocomposites for supercapacitor electrodes
WO2009142924A2 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Gm Global Tecgnology Operations, Inc. Intercalation electrode based on ordered graphene planes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7623340B1 (en) * 2006-08-07 2009-11-24 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate nanocomposites for supercapacitor electrodes
WO2009142924A2 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Gm Global Tecgnology Operations, Inc. Intercalation electrode based on ordered graphene planes
CN101478043A (zh) * 2009-01-08 2009-07-08 上海交通大学 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN101474897A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 南开大学 石墨烯-有机材料层状组装膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨永岗等.氧化石墨烯及其与聚合物的复合.<< 新型炭材料 >>.2008, *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101882480A (zh) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101882480B (zh) 一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法
Zeng et al. Carbonaceous mudstone and lignin-derived activated carbon and its application for supercapacitor electrode
Jiang et al. Hierarchical NiCo2O4 nanowalls composed of ultrathin nanosheets as electrode materials for supercapacitor and Li ion battery applications
Chen et al. High-performance all-solid-state asymmetric supercapacitors based on sponge-like NiS/Ni3S2 hybrid nanosheets
CN102437321B (zh) 石墨烯-TiO2（B）纳米管复合材料及其制备方法
CN104910378B (zh) 一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备方法
CN102184781B (zh) 一种纳米氧化镍/石墨烯复合材料及制备方法
CN101696323B (zh) 一种用于超级电容器的聚苯胺/二氧化锰复合材料的制备方法
Li et al. Oriented nanosheet-assembled CoNi-LDH cages with efficient ion diffusion for quasi-solid-state hybrid supercapacitors
CN101985517A (zh) 一种导电聚苯胺-石墨烯复合物的合成方法
Rajasekhara Reddy et al. In situ construction of binder-free stable battery-type copper cobaltite and copper oxide composite electrodes for all-solid-state asymmetric supercapacitors: cation concentration and morphology-dependent electrochemical performance
CN104176783B (zh) 一种氮碳材料包覆二氧化锰纳米线的制备及应用方法
Chen et al. Petal-like CoMoO4 clusters grown on carbon cloth as a binder-free electrode for supercapacitor application
CN110415992A (zh) 一种多孔结构的氮、硫掺杂碳材料制备方法及其应用
CN109023416A (zh) NiCoP@石墨烯气凝胶高效析氢复合材料的制备方法
Jiang et al. Free-standing Co (OH) 2/prussian blue analogue nanostructured electrodes for flexible Na-ion supercapacitors with an ultrawide potential window
CN102903528B (zh) 一种快速制备导电碳与氧化钌复合电极材料的方法
Huang et al. Strategic N/P self-doped biomass-derived hierarchical porous carbon for regulating the supercapacitive performances
CN103078120A (zh) 一种具有等级结构的硅酸亚铁锂锂离子电池正极材料及制备方法
Deng et al. Superior performance of flexible solid-state supercapacitors enabled by ultrafine graphene quantum dot-decorated porous carbon spheres
CN103214845B (zh) 硼掺杂石墨烯-聚苯胺纳米复合物及其制备方法
CN108499584A (zh) Ni2P@C/石墨烯气凝胶析氢复合材料及制备方法
CN109524245B (zh) 一种高性能镍-钴硒化物/三维石墨烯/泡沫镍无粘结剂电极材料的制备方法
CN105037718A (zh) 一种以d-酒石酸为模板制备导电聚苯胺纳米管的方法
shirvani et al. Designing of the CoFeX (X= Se, P, S) Flower-like Structures on Nickel Foam as Efficient Positive Electrodes for a High-Performance Hybrid Supercapacitor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant