CN105513818A - 一种石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，涉及石墨烯技术领域，本发明制备石墨烯/聚苯胺复合物的方法有两种：第一种是在氧化石墨烯溶液中，原位聚合法制备氧化石墨烯/聚苯胺复合物；利用L-酪氨酸作为还原剂，制备石墨烯/聚苯胺复合物；第二种是利用L-酪氨酸还原制备的石墨烯溶液中，原位聚合法制备石墨烯/聚苯胺复合物。其次，分别将二种步骤制备的石墨烯/聚苯胺复合物涂布到集流体上，烘干、压膜成片，组建超级电容器。本发明采用L-酪氨酸作为还原剂，原位聚合所制备的石墨烯-聚苯胺复合材料，既具备较大的比表面积、耐高温、耐腐蚀和高强度，又具有良好的导电性能，可应用于防腐材料、导热材料、锂离子电池、超级电容器和军用航天材料等领域。
Description
技术领域：
本发明涉及石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法。
背景技术：
石墨烯是一种特殊的二维蜂窝状结构的碳质材料，具有高比表面积、突出的导热、力学性能、非凡的电子传递性能等优异性质，最近几年在高性能能量存储器件引起了极大的关注。聚苯胺是一种导电性良好的高分子材料，同时具有很好的环境稳定性、化学稳定性和一定的机械强度。石墨烯与聚苯胺为代表的导电聚合物复合能够获得性能相对稳定的电极材料。在能源储存方面，如在超级电容器中有良好的应用前景。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、工艺步骤少、成本低、环保无毒的用绿色还原剂L-酪氨酸制备石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)氧化石墨的制备
在冰水浴中，搅拌下向浓硫酸中依次加入石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾，控制反应温度0～20℃，反应0～60min后升温至35℃，继续搅拌30min，缓慢加入去离子水，然后加热至70～90℃继续搅拌30min，再加入双氧水使溶液变为亮黄色，趁热过滤，并用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止，最后将滤饼充分干燥，保存备用；
(2)氧化石墨烯-聚苯胺复合材料制备
将步骤(1)制备的氧化石墨置于超声波清洗机内超声，得到氧化石墨烯溶液，然后加入苯胺的盐酸溶液，搅拌过程中再加入过硫酸铵的盐酸溶液，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到氧化石墨烯-聚苯胺复合材料；
(3)石墨烯制备
将步骤(1)制备的氧化石墨置于超声波清洗机内超声，得到氧化石墨烯溶液，加碱液调节溶液pH值，然后油浴条件下加入绿色还原剂，反应结束后离心，滤饼经水洗、干燥后得到石墨烯；
(4)石墨烯-聚苯胺复合材料制备
向步骤(2)制备的氧化石墨烯/聚苯胺溶液中加碱液调节溶液pH值，然后油浴条件下加入绿色还原剂，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到石墨烯-聚苯胺复合材料；
或向步骤(3)制备的石墨烯溶液中加入苯胺的盐酸溶液，搅拌均匀，再加入过硫酸铵的盐酸溶液，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到石墨烯/聚苯胺复合材料；
(5)石墨烯-聚苯胺超级电容器构建
将步骤(4)制备的石墨烯-聚苯胺复合材料与导电剂、粘结剂混合研磨均匀，再加入溶剂调配成浆料，然后涂覆到集流体上，经烘干后压片成型制得电极极片，最后将电极极片间用隔膜隔开，并滴加电解液，即制得超级电容器。
所述步骤(1)中冰水浴温度为0～5℃，石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为2:1:6，石墨粉与浓硫酸的固液比为3g:23mL～1g:23mL，石墨粉与去离子水的固液比为3g:110mL～1g:110mL。
所述步骤(2)中超声波功率不高于150W，氧化石墨浓度为1～5mg/mL，苯胺浓度为1～5mg/mL，盐酸浓度为0～1M，过硫酸铵质量为0～18g，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
所述步骤(3)中超声波功率不高于150W，氧化石墨烯浓度为1～5mg/mL，pH值为9～11，温度为35～95℃，绿色还原剂浓度为0.1～0.5mg/mL，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
所述步骤(4)中氧化石墨烯/聚苯胺溶液浓度为1～5mg/mL，碱液为氨水，pH值为9～11，温度为35～95℃，绿色还原剂浓度为0.1～0.5mg/mL，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
所述步骤(4)中石墨烯浓度为1～5mg/mL，苯胺浓度为1～5mg/mL，盐酸浓度为0～1M，过硫酸铵质量为0～18g，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
所述步骤(5)中活性材料、导电剂和结剂质量比为88～93:5～10:2～7；导电剂为KS-6、SP与乙炔黑；粘结剂为PVDF与PTFE；所用集流体为泡沫镍片、铝箔与不锈钢，组装方式为扣式电池、软包卷绕；电解液为HCl、H2SO4。电解液浓度为0～1moL/L。
所述步骤(3)和(4)中的绿色还原剂为L-酪氨酸。
所述氧化石墨烯与L-酪氨酸的质量比为1:1～10:1。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用绿色环保的还原剂制备石墨烯/聚苯胺复合材料，与传统的还原剂相比，本发明所用还原剂成本低、无毒、绿色环保；
(2)本发明制备工艺简单、操作简易，便于工业化生产；
(3)本发明采用L-酪氨酸作为还原剂，原位聚合所制备的石墨烯-聚苯胺复合材料，既具备较大的比表面积、耐高温、耐腐蚀和高强度，又具有良好的导电性能，可应用于防腐材料、导热材料、锂离子电池、超级电容器和军用航天材料等领域。
附图说明：
图1为实施例1石墨烯/聚苯胺的制备方法流程图；
图2为实施例2石墨烯/聚苯胺的制备方法流程图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)氧化石墨烯制备；反应温度为0～5℃,向23mL浓硫酸中，依次加入1g石墨粉、0.5g硝酸钠和3g高锰酸钾，混合溶液磁力搅拌0～60min；升温到35℃，继续搅拌30min，缓慢加入110mL去离子水；加热至90℃，保持搅拌30min，再加入18mL双氧水，趁热过滤；并用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止，最后将滤饼干燥；备用。
(2)氧化石墨烯/聚苯胺复合材料制备；体积为500mL，质量分数为0.2％的氧化石墨烯溶液(1MHCl)中，加入9mL苯胺溶液，超声、搅拌均匀，加入500mL的HCl(1M，含有5.8g过硫酸铵)溶液，搅拌24h。颜色由黄褐色变成墨绿色。抽滤，洗涤滤饼，干燥，备用。
(3)石墨烯/聚苯胺复合材料制备；配制体积100mL、质量分数0.1％的氧化石墨烯/聚苯胺溶液，滴加NH3·H2O调节pH值约10左右；加入体积100mL，浓度为0.2mg/mL的L-酪氨酸溶液；95℃油浴条件下，磁力搅拌24h。抽滤，洗涤滤饼，干燥，备用。
(4)超级电容器构建；石墨烯/聚苯胺：导电乙炔黑：PTFE按照质量比为88：6：6混合均匀，玛瑙研磨中研磨成细粉，加入乙醇调配浆料为糊状，涂覆到泡沫镍片上，烘干，压片机压膜制极片。取二片电极片用隔膜分开，放入扣式电池壳体内，滴加1MH2SO4做电解液，封装成扣式超级电容器。
实施例2
(1)石墨烯制备；磁力搅拌条件下，向体积500mL、质量分数0.2％的氧化石墨烯溶液中，滴加NH3·H2O调节pH值为10；加入体积500mL浓度为0.02mg/mL的L-酪氨酸溶液；95℃水浴条件下，磁力搅拌8h。离心，水洗数次，烘干。
(2)石墨烯/聚苯胺复合材料制备；体积为500mL，质量分数为0.2％的石墨烯溶液(1MHCl)中，加入9mL苯胺溶液，超声、搅拌均匀，加入500mL的HCl(1M，含有5.8g过硫酸铵)溶液，搅拌24h。颜色由黑色变成灰绿色。抽滤，洗涤滤饼，干燥。
(3)超级电容器构建；同实施例1步骤4；
实施例3
(1)同实施例1步骤1；
(2)同实施例1步骤2；
(3)同实施例1步骤3；
(4)超级电容器构建；石墨烯/聚苯胺：导电乙炔黑：PTFE按照质量比为90：5：5混合均匀，玛瑙研磨中研磨成细粉，加入乙醇调配浆料为糊状，涂覆到泡沫镍片上，烘干，压片机压膜制极片。取二片电极片用隔膜分开，放入扣式电池壳体内，滴加1MH2SO4做电解液，封装成扣式超级电容器。
实施例4
(1)同实施例2步骤1；
(2)同实施例2步骤2；
(3)同实施例3步骤4；
实施例1-4中所制备还原氧化石墨烯的导电性能较好，做超级电容器电容量优良。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)氧化石墨的制备
在冰水浴中，搅拌下向浓硫酸中依次加入石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾，控制反应温度0～20℃，反应0～60min后升温至35℃，继续搅拌30min，缓慢加入去离子水，然后加热至70～90℃继续搅拌30min，再加入双氧水使溶液变为亮黄色，趁热过滤，并用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止，最后将滤饼充分干燥，保存备用；
(2)氧化石墨烯-聚苯胺复合材料制备
将步骤(1)制备的氧化石墨置于超声波清洗机内超声，得到氧化石墨烯溶液，然后加入苯胺的盐酸溶液，搅拌过程中再加入过硫酸铵的盐酸溶液，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到氧化石墨烯-聚苯胺复合材料；
(3)石墨烯制备
将步骤(1)制备的氧化石墨置于超声波清洗机内超声，得到氧化石墨烯溶液，加碱液调节溶液pH值，然后油浴条件下加入绿色还原剂，反应结束后离心，滤饼经水洗、干燥后得到石墨烯；
(4)石墨烯-聚苯胺复合材料制备
向步骤(2)制备的氧化石墨烯/聚苯胺溶液中加碱液调节溶液pH值，然后油浴条件下加入绿色还原剂，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到石墨烯-聚苯胺复合材料；
或向步骤(3)制备的石墨烯溶液中加入苯胺的盐酸溶液，搅拌均匀，再加入过硫酸铵的盐酸溶液，反应结束后抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到石墨烯/聚苯胺复合材料；
(5)石墨烯-聚苯胺超级电容器构建
将步骤(4)制备的石墨烯-聚苯胺复合材料与导电剂、粘结剂混合研磨均匀，再加入溶剂调配成浆料，然后涂覆到集流体上，经烘干后压片成型制得电极极片，最后将电极极片间用隔膜隔开，并滴加电解液，即制得超级电容器。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中冰水浴温度为0～5℃，石墨粉、硝酸钠和高锰酸钾的质量比为2:1:6，石墨粉与浓硫酸的固液比为3g:23mL～1g:23mL，石墨粉与去离子水的固液比为3g:110mL～1g:110mL。
3.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中超声波功率不高于150W，氧化石墨浓度为1～5mg/mL，苯胺浓度为1～5mg/mL，盐酸浓度为0～1M，过硫酸铵质量为0～18g，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
4.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中超声波功率不高于150W，氧化石墨烯浓度为1～5mg/mL，pH值为9～11，温度为35～95℃，绿色还原剂浓度为0.1～0.5mg/mL，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
5.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中氧化石墨烯/聚苯胺溶液浓度为1～5mg/mL，碱液为氨水，pH值为9～11，温度为35～95℃，绿色还原剂浓度为0.1～0.5mg/mL，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
6.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中石墨烯浓度为1～5mg/mL，苯胺浓度为1～5mg/mL，盐酸浓度为0～1M，过硫酸铵质量为0～18g，反应时间为0～24h，干燥方式为冷冻干燥或真空干燥，干燥时间为12～24h。
7.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中活性材料、导电剂和结剂质量比为88～93:5～10:2～7；导电剂为KS-6、SP与乙炔黑；粘结剂为PVDF与PTFE；所用集流体为泡沫镍片、铝箔与不锈钢，组装方式为扣式电池、软包卷绕；电解液为HCl、H2SO4。电解液浓度为0～1moL/L。
8.根据权利要求1所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)和(4)中的绿色还原剂为L-酪氨酸。
9.根据权利要求8所述的石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中氧化石墨烯与L-酪氨酸的质量比为1:1～10:1。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106158429A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-23 | 刘爽 | 制造石墨烯基超级电容器的方法 |
| CN106280439A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 曹健 | 一种石墨烯－聚苯胺复合材料的制备及方法 |
| CN107011656A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-08-04 | 东莞市佳乾新材料科技有限公司 | 一种泡沫金属掺杂石墨烯‑聚苯胺电磁屏蔽材料及其制备方法 |
| CN107123552A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-01 | 华北电力大学（保定） | 一种锑基复合材料、其制备方法及其应用 |
| CN107189429A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-09-22 | 北京化工大学 | 一种钼基多酸/聚苯胺/氧化石墨烯三元复合材料及其制备方法和用途 |
| CN108010735A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-08 | 合肥师范学院 | 聚苯胺/氧化石墨烯的制备及在超级电容器电极的应用 |
| CN108962630A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 安徽工业大学 | 一种蛋壳膜/石墨烯/聚合物复合柔性超级电容器的制备方法 |
| CN111004390A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 惠州学院 | 一种石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法 |
| CN114105260A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-01 | 浙江工业大学 | 一种防腐型Ti基阳极电极材料及其制备方法与应用 |
-
2015
- 2015-12-28 CN CN201511005643.6A patent/CN105513818A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106280439A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 曹健 | 一种石墨烯－聚苯胺复合材料的制备及方法 |
| CN106158429A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-23 | 刘爽 | 制造石墨烯基超级电容器的方法 |
| CN107011656A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-08-04 | 东莞市佳乾新材料科技有限公司 | 一种泡沫金属掺杂石墨烯‑聚苯胺电磁屏蔽材料及其制备方法 |
| CN107123552A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-01 | 华北电力大学（保定） | 一种锑基复合材料、其制备方法及其应用 |
| CN107189429A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-09-22 | 北京化工大学 | 一种钼基多酸/聚苯胺/氧化石墨烯三元复合材料及其制备方法和用途 |
| CN107189429B (zh) * | 2017-07-20 | 2020-04-28 | 北京化工大学 | 一种钼基多酸/聚苯胺/氧化石墨烯三元复合材料及其制备方法和用途 |
| CN108010735A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-08 | 合肥师范学院 | 聚苯胺/氧化石墨烯的制备及在超级电容器电极的应用 |
| CN108962630A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-07 | 安徽工业大学 | 一种蛋壳膜/石墨烯/聚合物复合柔性超级电容器的制备方法 |
| CN108962630B (zh) * | 2018-07-23 | 2020-02-04 | 安徽工业大学 | 一种蛋壳膜/石墨烯/聚合物复合柔性超级电容器的制备方法 |
| CN111004390A (zh) * | 2018-10-08 | 2020-04-14 | 惠州学院 | 一种石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法 |
| CN111004390B (zh) * | 2018-10-08 | 2022-07-08 | 惠州学院 | 一种石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法 |
| CN114105260A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-01 | 浙江工业大学 | 一种防腐型Ti基阳极电极材料及其制备方法与应用 |
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