CN109585185A - 一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的限域制备法及其储能应用 - Google Patents
一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的限域制备法及其储能应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109585185A CN109585185A CN201811372036.7A CN201811372036A CN109585185A CN 109585185 A CN109585185 A CN 109585185A CN 201811372036 A CN201811372036 A CN 201811372036A CN 109585185 A CN109585185 A CN 109585185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nitrogen
- graphene
- sulphur
- preparation
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazinane-2,4,6-trithione Chemical compound S=C1NC(=S)NC(=S)N1 WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 229910000474 mercury oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N mercury(ii) oxide Chemical compound [Hg]=O UKWHYYKOEPRTIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims description 2
- PMUIBVMKQVKHBE-UHFFFAOYSA-N [S].NC(N)=O Chemical compound [S].NC(N)=O PMUIBVMKQVKHBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- HTKFORQRBXIQHD-UHFFFAOYSA-N allylthiourea Chemical compound NC(=S)NCC=C HTKFORQRBXIQHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229960001748 allylthiourea Drugs 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract 1
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 description 10
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 2
- JGLMVXWAHNTPRF-CMDGGOBGSA-N CCN1N=C(C)C=C1C(=O)NC1=NC2=CC(=CC(OC)=C2N1C\C=C\CN1C(NC(=O)C2=CC(C)=NN2CC)=NC2=CC(=CC(OCCCN3CCOCC3)=C12)C(N)=O)C(N)=O Chemical compound CCN1N=C(C)C=C1C(=O)NC1=NC2=CC(=CC(OC)=C2N1C\C=C\CN1C(NC(=O)C2=CC(C)=NN2CC)=NC2=CC(=CC(OCCCN3CCOCC3)=C12)C(N)=O)C(N)=O JGLMVXWAHNTPRF-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
- 235000004237 Crocus Nutrition 0.000 description 1
- 241000596148 Crocus Species 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003419 tautomerization reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
在本专利中，以三聚硫氰酸为氮、硫源，氧化石墨烯为碳源，采用过热水蒸汽加热还原的方法，快速制备氮，硫共掺杂的石墨烯薄膜复合材料。三聚硫氰酸在过热蒸汽加热过程中分解产生氮、硫元素，并与氧化石墨烯中的碳原子发生替代反应，结合石墨烯的自组装，形成了氮、硫共掺杂的石墨烯薄膜。氮、硫原子的掺杂可以有效地提升石墨烯的电导率，并贡献赝电容，有效地降低了电极的极化，电极的电化学性能尤其是倍率性能得到很大提高。此工艺方法简单实用，使用的材料廉价易得，便于大规模制备电化学性能优良的超级电容器用电极材料。
Description
技术领域
本发明属于绿色储能技术领域，具体涉及超级电容器的电极制备技术。
背景技术
石墨烯材料，作为一种新型二维结构的碳材料，因其独特的物理化学性质而受到广泛关注。采用不同的维度制备方法，可以有效地调控石墨烯的能带结构、缺陷程度，从而达到对石墨烯物化性质地有效调控。最近的研究也发现，异质原子掺杂，能够进一步提高石墨烯材料的缺陷程度，且不同异质原子之间的协同效应，会明显地改善石墨烯的性质。如何提高异质原子掺杂量，对石墨烯材料的界面结构实现精确调控，无论是从理论研究上还是工业应用中都有重要的意义。
然而，对于常规的掺杂方法而言，一般都采用单一的异质元素化合物，掺杂的比例是有限的，对石墨烯结构的调控也难以大幅提高。近年来，一些研究工作者采用将两种及以上含异质原子化合物，制备出两种异质原子甚至三种异质原子掺杂的新型碳材料。候仰龙课题组制备了N、P共掺杂的石墨烯并应用于超级电容器领域，表现出良好的电化学电容性质(Nano Energy,2016(28)346-355)。华东理工大学关士友课题组采用三聚氰胺和硼酸分别作氮源和硫源，制备出具有较好比电容性能的双异质原子掺杂碳材料(Carbon,2017,(113)266-273)。
我们发现利用多种异质掺杂源的方法，可以有效地提高掺杂的比例，合理地调控掺杂元素的种类。但是，通过众多化合物的引入，仍存在很多问题，例如，含异质原子化合物与石墨烯一般采用液相来混合溶解，才能实现良好的混合效果，但掺杂效果受溶剂的极性/非极性限制较大，而采用固相混合的方法，又会达不到预期的均匀混合效果，进而影响最后合成的掺杂石墨烯的质量。
采用单一、等元素比例的有机氮、硫源，是另外一种可供选择的改善氮、硫掺杂石墨烯材料的有效策略。一方面，单一、等元素比例的有机氮、硫源，既使得可供选择的溶剂或混合溶剂范围大大拓宽，可使碳材料的分散效果更好，从而提高异质原子掺杂的质量；另一方面，可以通过简单的工艺流程控制，即可实现对异质原子掺杂量的有效调控，可进一步拓宽掺杂石墨烯的应用领域。
发明内容
本发明的目的是能有效地解决多组分化合物引入掺杂石墨烯制备过程中，可供选择溶剂种类受限的问题，提供一种制备氮、硫共掺杂石墨烯的新方法，可有效地解决石墨烯掺杂比例较低的关键问题,在超级电容器等相关储能领域具有广泛的应用前景。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的制备方法及其在超级电容器中的应用，所述方法包括步骤如下：
(1)改善的Hummers方法制备氧化物石墨；
(2)将步骤(1)中所制备得到的氧化石墨溶解于水/乙醇的混合溶剂中，要求乙醇的溶剂体积比例不能低于50％，并在超声中分散1-4小时得到氧化物石墨烯的分散液，该分散液的浓度为0.5-5mg/ml；
(3)将0.05-0.5g三聚硫氰酸溶解于上述水/乙醇的混合溶剂中，要求乙醇的溶剂体积比例不低于50％，40-70℃条件下，充分搅拌至三聚硫氰酸完全溶解，保持溶液温度在40℃以上。
(4)将步骤(2)所得氧化石墨分散液加入步骤(3)所制得三聚硫氰酸溶液中，充分搅拌至形成均匀的混合溶液，要求整个过程中，三聚硫氰酸溶液温度不低于40℃。
(5)趁步骤(4)溶液温度较高，以不出现棕色沉淀为标准，灌入聚四氟乙烯的平板夹具中，置于过热蒸汽发生器中(以蠕动泵控制进水量，产生过热蒸汽)，170-280℃，反应6-12小时。
(6)待反应结束后冷却至室温，得到薄膜样品，反复用去离子水和无水乙醇清洗，以去除未反应物质，再在60℃真空干燥得到氮、硫共掺杂石墨烯薄膜。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述的可膨胀石墨的尺寸为200微米。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述的水/乙醇混合溶液，其中优选的乙醇体积含量为25％。
超声波分散时间为2小时，氧化石墨烯的分散液浓度为1.5mg/ml。
根据本发明优选的，步骤(3)中三聚硫氰酸的添加量为0.1g。该步骤中所述水/乙醇混合溶液中，乙醇的含量优选为75％。优选温度为60℃，以保证三聚硫氰酸不会二次溶出。
根据本发明优选的，步骤(4)中所述的所控制的优选温度为60℃。
根据本发明优选的，步骤(5)中所述的过热蒸汽发生器中的产生的过热蒸汽的温度为260℃，反应时间为12小时。
根据本发明优选的，步骤(6)中所述的去离子水和无水乙醇的清洗次数分别为3次。
根据本发明
(7)电池性能测试：将所得石墨烯薄膜直接作为工作电极，以金属铂片作为对电极，汞/氧化汞为参比电极，6mol/L的KOH为电解液，采用三电极体系进行超级电容器性能测试。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过石墨烯自组装、单一的双异质掺杂化合物、以及限域生长三种方法来获得高质量的氮、硫共掺杂石墨烯薄膜。单一异质掺杂化合物可以简化制备方法，提高生产效率，且含有等比例氮、硫元素的三聚硫氰酸具有独特的互变异构现象，通过制备参数和工艺的调控，有利于获得较高质量的掺杂石墨烯。二维限域生长的方法，可以充分利用氧化石墨烯还原过程中，部分π-π键的重叠，构筑具有一定机械强度的石墨烯薄膜材料。不采用导电剂和粘结剂的限域制备法，可以快速高效的制备出氮、硫掺杂石墨烯薄膜，可进一步改善电极的质量比能量和体积比能量，提高超级电容器的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1.所采用聚四氟乙烯平板夹具
图2.所合成氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的CV图
图3.所合成样品的容量-扫描速率对比图
具体实施方式：
实施例1
称取2g可膨胀石墨，按照1:6的质量比称取12g高锰酸钾，加入300ml浓硫酸中，冰浴控温的情况下，充分搅拌30分钟，形成均匀的悬浮液。切记，高锰酸钾不可加入过快！按照Hummers的方法，制备出橘黄色的氧化石墨烯的分散液。将所得分散液，用盐酸、无水乙醇、去离子水等清洗数遍，以达到pH值约7左右为止。加入少量水进行分散，获得均匀的氧化石墨烯分散水溶胶。将所得的水溶胶放入冷冻干燥机中，-50℃下干燥96小时。将所得的蓬松棕黄色氧化石墨烯粉体材料。将所制备得到的氧化石墨烯溶解于水/乙醇的混合溶剂中，其中乙醇的溶剂体积比例为25％，并在超声中分散2小时得到氧化物石墨烯的分散液，该分散液的浓度为1.5mg/ml；将0.1g三聚硫氰酸溶解于水/乙醇的混合溶剂中，其中乙醇的溶剂体积比例为75％，60℃条件下，充分搅拌至三聚硫氰酸完全溶解，保持溶液温度在60℃以上。将所得氧化石墨分散液加入三聚硫氰酸溶液中，充分搅拌至形成均匀的混合溶液，要求整个过程中，三聚硫氰酸溶液温度不低于60℃。趁溶液温度较高，以不出现棕色沉淀为标准，灌入聚四氟乙烯的平板夹具中，置于过热蒸汽发生器中(以蠕动泵控制进水量，产生过热蒸汽)，控制温度260℃，反应12小时。待反应结束后冷却至室温，得到薄膜样品，反复用去离子水和无水乙醇清洗，以去除未反应物质，再在60℃真空干燥得到氮、硫共掺杂石墨烯薄膜。
本实施例所需的聚四氟乙烯模具如图1所示。
电化学性能测试，将本实施例所制备的氮、硫掺杂石墨烯薄膜用于水系超级电容器。直接采用所制备的氮、硫掺杂石墨烯薄膜为工作电极，以Hg/HgO为参比电极、金属铂片为对电极，6M KOH为电解液，采用三电极测试体系在CHI660E电化学工作站上进行循环伏安测试。
当测试电压范围为-1至0V时，本实施例所制备的电极材料在5mV/s和200mV/s的扫描速率下，均具有良好的可逆性，如图2和图3所示。本实施例所制备的电极材料在200mV/s的扫描速率下，其比电容为98F/g，说明本发明所制备的电极材料具有优异的电化学电容性能。
Claims (2)
1.本发明提供的一种可用于超级电容器的石墨烯薄膜的制备方法，其步骤为：
本发明实施例提供了一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的制备方法及其在超级电容器中的应用，所述方法包括：
(1)改善的Hummers方法制备氧化物石墨；
(2)将步骤(1)中所制备得到的氧化石墨溶解于水/乙醇的混合溶剂中，要求乙醇的溶剂体积比例不能低于50％，并在超声中分散1-4小时得到氧化物石墨烯的分散液，该分散液的浓度为0.5-5mg/ml；
(3)将0.05-0.5g三聚硫氰酸溶解于上述水/乙醇的混合溶剂中，要求乙醇的溶剂体积比例不低于50％，40-70℃条件下，充分搅拌至三聚硫氰酸完全溶解，保持溶液温度在40℃以上。
(4)将步骤(2)所得氧化石墨分散液加入步骤(3)所制得三聚硫氰酸溶液中，充分搅拌至形成均匀的混合溶液，要求整个过程中，三聚硫氰酸溶液温度不低于40℃。
(5)趁步骤(4)溶液温度较高，以不出现棕色沉淀为标准，灌入聚四氟乙烯的平板夹具中，置于过热蒸汽发生器中(以蠕动泵控制进水量，产生过热蒸汽)，170-280℃，反应6-12小时。
(6)待反应结束后冷却至室温，得到薄膜样品，反复用去离子水和无水乙醇清洗，以去除未反应物质，再在60℃真空干燥得到氮、硫共掺杂石墨烯薄膜。
(7)所述氧化石墨烯与三聚硫氰酸的质量比为1:3-20。
(8)电池性能测试：将所得石墨烯薄膜直接作为工作电极，以金属铂片作为对电极，汞/氧化汞为参比电极，6mol/L的KOH为电解液，采用三电极体系进行超级电容器性能测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其特征在于氮、硫源可以是三聚硫氰酸，硫脲或烯丙基硫脲等含氮、硫化合物；电极制备可以是无粘结剂、一步成型制备法，也可以是合浆制备法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811372036.7A CN109585185A (zh) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的限域制备法及其储能应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811372036.7A CN109585185A (zh) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的限域制备法及其储能应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109585185A true CN109585185A (zh) | 2019-04-05 |
Family
ID=65923029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811372036.7A Pending CN109585185A (zh) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 一种氮、硫共掺杂石墨烯薄膜的限域制备法及其储能应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109585185A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104319107A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 郑州轻工业学院 | 一种共价有机骨架/石墨烯复合材料及制法和用途 |
| CN104743551A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-01 | 上海应用技术学院 | 一种还原氧化石墨烯导热薄膜的制备方法 |
| CN106252091A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 郑州轻工业学院 | 一种Fe3O4/石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN108470890A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-08-31 | 陕西科技大学 | 一种氮硫共掺杂三维石墨烯的制备方法、其制备的产品及该产品的应用 |
-
2018
- 2018-11-16 CN CN201811372036.7A patent/CN109585185A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104319107A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 郑州轻工业学院 | 一种共价有机骨架/石墨烯复合材料及制法和用途 |
| CN104743551A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-01 | 上海应用技术学院 | 一种还原氧化石墨烯导热薄膜的制备方法 |
| CN106252091A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 郑州轻工业学院 | 一种Fe3O4/石墨烯复合材料及其制备方法 |
| CN108470890A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-08-31 | 陕西科技大学 | 一种氮硫共掺杂三维石墨烯的制备方法、其制备的产品及该产品的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HUAN PANG等: ""An electrically conducting polymer/graphene composite with a very low percolation threshold"", 《MATERIALS LETTERS》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Microwave–hydrothermal crystallization of polymorphic MnO2 for electrochemical energy storage | |
| CN105931854B (zh) | 一种超级电容器用镍钴双氢氧化物/含氮碳纳米角复合材料及其制备方法 | |
| CN108417404B (zh) | 一种超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN102437321B (zh) | 石墨烯-TiO2（B）纳米管复合材料及其制备方法 | |
| Aghazadeh et al. | One-step electrochemical preparation and characterization of nanostructured hydrohausmannite as electrode material for supercapacitors | |
| CN110391087A (zh) | 一种氮硫磷三种元素掺杂多孔氧化石墨烯材料的制备方法及其应用 | |
| CN106099053B (zh) | 一种硫化钼/硒化钼复合材料及其制备和应用 | |
| CN106229503B (zh) | 一种氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池 | |
| CN110117009B (zh) | 一种铁氮共掺杂磁性多孔石墨化纳米碳气凝胶的制备方法 | |
| CN106334501A (zh) | 一种三维n/s双掺杂的石墨烯气凝胶及其制备方法与应用 | |
| CN106384675A (zh) | 氮化碳/硫化钴超级电容器电极材料及其制备方法和用途 | |
| CN109967100A (zh) | 一种金属掺杂的CoP3、其制备方法及应用 | |
| CN108447703A (zh) | 一种镍铁双金属氢氧化物@二氧化铈异质结构纳米片材料、制备方法及其应用 | |
| CN109806902A (zh) | 一种W18O49/NiWO4/NF自支撑电催化材料的制备方法 | |
| CN109092331A (zh) | 一种空心管状钴硒化合物/钼硒化合物复合纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN104361998A (zh) | 一种多孔镍钴双金属氢氧化物纳米片、其制备方法及应用 | |
| CN109637825A (zh) | 一种硫化镍纳米片/碳量子点复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105140494A (zh) | 一种Fe3O4/Fe/C纳米复合电池电极材料的仿生合成方法 | |
| CN109304187A (zh) | 一种中空纳米复合材料、制备方法及其应用 | |
| CN104658771A (zh) | 一种海胆状钒基纳米电极材料的制备方法及应用 | |
| CN105883925B (zh) | 一种介孔四氧化三锰及其制备方法 | |
| Deng et al. | Superior performance of flexible solid-state supercapacitors enabled by ultrafine graphene quantum dot-decorated porous carbon spheres | |
| CN108346517B (zh) | 纳米Nb2O5/碳布复合电极材料的制备方法 | |
| Xu et al. | Simple preparation of Ag-BTC-modified Co 3 Mo 7 O 24 mesoporous material for capacitance and H 2 O 2-sensing performances | |
| CN109021248A (zh) | 一种s掺杂的金属有机框架材料的合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190405 |