CN110120307A - 一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 - Google Patents
一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110120307A CN110120307A CN201910266181.5A CN201910266181A CN110120307A CN 110120307 A CN110120307 A CN 110120307A CN 201910266181 A CN201910266181 A CN 201910266181A CN 110120307 A CN110120307 A CN 110120307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- hydrochloric acid
- composite material
- titanium dioxide
- polyaniline
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 145
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 138
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 120
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract description 52
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 15
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 5
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000001458 anti-acid effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- 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
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- 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
- H01G11/46—Metal oxides
-
- 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
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- 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
-
- 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)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器，属于纳米材料技术领域。所述复合材料的制备方法包括以下步骤：制备二氧化钛纳米棒阵列；将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将所述第一溶液与所述第二溶液混合，剧烈震荡20‑40s，得到混合溶液；将所述二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中，反应1‑3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。本发明复合材料的制备方法制备工艺简单，造价低，重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器。
背景技术
超级电容器是相对传统电池和电容器而言的革新产品，其充放电速率快、具有较高的能量密度、功率密度，并且其环境友好性和比较长的循环寿命等特点使得其受到越来越多的科研工作者的关注，具有广阔的应用和发展前景。
但是，现有技术中的超级电容器一般是由碳纳米管、金属氧化物等制备得到，但是，通过该方法制备的超级电容器存在原料成本高、原料不易得，制备工艺复杂等问题。
发明内容
本发明提供一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器，解决了或部分解决了现有技术中通过碳纳米管、金属氧化物等制备超级电容器，造价高，制备工艺复杂的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合材料的制备方法包括以下步骤：制备二氧化钛纳米棒阵列；将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将所述第一溶液与所述第二溶液混合，剧烈震荡20-40s，得到混合溶液；将所述二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中，反应1-3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
进一步地，所述制备二氧化钛纳米棒阵列包括以下步骤：制备第三盐酸溶液；将钛酸四丁酯放入所述第三盐酸溶液内，使所述钛酸四丁酯溶解在所述第三盐酸溶液内，并通过磁力搅拌15-30min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液；将FTO导电玻璃放入所述钛酸四丁酯的盐酸溶液中，在140-160℃的温度下，水热反应3-10h，得到二氧化钛纳米棒阵列。
进一步地，所述第三盐酸溶液内的浓盐酸与去离子水的体积比为1:1；
进一步地，所述钛酸四丁酯的体积为0.8ml-1ml。
进一步地，所述过硫酸铵与所述苯胺的摩尔比为1:1。
进一步地，所述将二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中包括以下步骤：将设置有所述二氧化钛纳米棒阵列的玻片竖直放入所述混合溶液内。
进一步地，所述洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料包括以下步骤：通过去离子水洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
进一步地，所述洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料包括以下步骤：将洗涤后得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料在室温下静置1-2h。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，由复合材料的制备方法制备得到。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种超级电容器，采用二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行储能。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
制备二氧化钛纳米棒阵列，得到的二氧化钛纳米棒阵列可提高电子传输速率，将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡20-40s，得到混合溶液，将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，反应1-3h，使聚苯胺均匀包裹在二氧化钛纳米棒阵列的表面，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，制备工艺简单，造价低，重复性好，得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料结构稳定，形貌可控，易放大，而且还具有良好的储电性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的复合材料的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的二氧化钛纳米棒阵列的扫描电镜图；
图3为本发明实施例提供的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料的扫描电镜图；
图4为本发明实施例提供的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料的充放电图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1，制备二氧化钛纳米棒阵列。
步骤S2，将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡20-40s，得到混合溶液。
步骤S3，将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，反应1-3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
本申请具体实施方式制备二氧化钛纳米棒阵列，得到的二氧化钛纳米棒阵列可提高电子传输速率，将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡20-40s，得到混合溶液，将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，反应1-3h，使聚苯胺均匀包裹在二氧化钛纳米棒阵列的表面，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，制备工艺简单，造价低，重复性好，得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料结构稳定，形貌可控，易放大，而且还具有良好的储电性能。
本申请二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料在太阳能电池、导电元器件、超级电容器的电极材料、光电催化、传感器等方面具有良好的应用前景。
详细介绍步骤S1。
制备二氧化钛纳米棒阵列包括以下步骤：
步骤S11，制备第三盐酸溶液。
步骤S12，将钛酸四丁酯放入第三盐酸溶液内，使钛酸四丁酯溶解在第三盐酸溶液内，并通过磁力搅拌15-30min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。
步骤S13，将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，在140-160℃的温度下，水热反应3-10h，得到二氧化钛纳米棒阵列。
其中，FTO为掺杂氟的SnO2透明导电玻璃(SnO2：F)，具有对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点。
第三盐酸溶液内的浓盐酸与去离子水的体积比为1:1，将浓盐酸充分溶解于去离子水内，以有利于保持盐酸溶液的酸度，防止钛酸四丁酯的过快降解，可以通过超声、搅拌的方式来实现加快浓盐酸溶解于去离子水溶解。
当量取钛酸四丁酯溶液时，采用移液器将钛酸四丁酯放入盐酸溶液内，磁力搅拌器，可通过磁力搅拌器将钛酸四丁酯充分溶解在盐酸溶液内。
钛酸四丁酯的浓度会影响二氧化钛纳米棒阵列的形貌及尺寸，所以，限定钛酸四丁酯的体积为0.8ml-1ml。
采用化学氧化法制备二氧化钛纳米棒阵列，相比于电镀法，操作更加简单，节能，工艺条件易控制，未采用特别大型或者昂贵的仪器，实验条件容易实现，易得到，因此，本申请制备二氧化钛纳米棒阵列的方法具有工艺简单、重复性好、条件温和、安全、设备投资少、生产成本低、对环境无污染等优点。
详细介绍步骤S2和S3。
控制过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:1，采用化学氧化法使聚苯胺能够进行原位合成，将设置有二氧化钛纳米棒阵列的玻片竖直放入混合溶液内，使苯胺及过硫酸铵在第二盐酸溶液中实现原位合成聚苯胺并均匀包裹在二氧化钛纳米棒阵列的表面。通过硫酸铵与苯胺的量控制聚苯胺包裹在二氧化钛纳米棒阵列的厚度。相比于电镀法，操作更加简单，节能，工艺条件易控制，未采用特别大型或者昂贵的仪器，实验条件容易实现，易得到，并且通过去离子水洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，不需要购买溶剂乙醇、丙酮等，可以实现环保的同时降低实验成本。
将洗涤后得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料在室温下静置1-2h。
本申请还提出一种二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，该二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料采用了所述复合材料的制备方法，该二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料的具体制备方法参照上述实施例，由于本二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本申请还提出一种超级电容器，该超级电容器采用了所述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行储能，该二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料的具体制备方法参照上述实施例，由于本超级电容器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
为了更清楚地介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
使用方法1
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌20min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，150℃下水热反应5h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡30s，得到混合溶液。
将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，持续反应2h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将以上各步骤得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电子显微镜扫描，得到了场发射扫描电镜显微图，参见图2-3。
由图2中可以看出，本发明得到的二氧化钛纳米棒阵列，形貌好，尺寸均一，由图3中可以看出，本发明得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，聚苯胺均匀包裹在二氧化钛纳米阵列的表面，形貌好，尺寸均一。
将二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，参见图3，可以检测到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料充电时间短，放电时间长，储电性能相对于二氧化钛纳米棒阵列、聚苯胺有了很大的提升。
使用方法2
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌15min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。钛酸四丁酯用移液器量取，体积为0.8ml。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，140℃下水热反应3h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡20s，得到混合溶液。过硫酸铵和苯胺的摩尔比为1:1。
将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，持续反应1h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电化学测试，结果显示其储电性能良好，且稳定性好。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，结果显示其储电能能良好，且稳定性好。
使用方法3
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌30min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。钛酸四丁酯用移液器量取，体积为1ml。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，160℃下水热反应10h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡40s，得到混合溶液。过硫酸铵和苯胺的摩尔比为1:1。
将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，持续反应3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电化学测试，结果显示其储电性能良好，且稳定性好。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，结果显示其储电能能良好，且稳定性好。
使用方法4
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌15min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。钛酸四丁酯用移液器量取，体积为1ml。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，160℃下水热反应3h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡20s，得到混合溶液。过硫酸铵和苯胺的摩尔比为1:1。
将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，持续反应3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电化学测试，结果显示其储电性能良好，且稳定性好。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，结果显示其储电能能良好，且稳定性好。
使用方法5
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌20min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。钛酸四丁酯用移液器量取，体积为0.9ml。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，140℃下水热反应3h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡30s，得到混合溶液。过硫酸铵和苯胺的摩尔比为1:1；
将二氧化钛纳米棒阵列放入混合溶液中，持续反应1h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电化学测试，结果显示其储电性能良好，且稳定性好。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，结果显示其储电能能良好，且稳定性好。
使用方法6
配置第三盐酸溶液，将钛酸四丁酯溶解其中，磁力搅拌15min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液。钛酸四丁酯用移液器量取，体积为0.8ml。
将FTO导电玻璃放入钛酸四丁酯的盐酸溶液中，140℃下水热反应5h，制备得到二氧化钛纳米棒阵列。
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将第一溶液与第二溶液混合，剧烈震荡40s，得到混合溶液。过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:1。
将所述二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中，持续反应2h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行电化学测试，结果显示其储电性能良好，且稳定性好。
将上述二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行充放电测试，结果显示其储电能能良好，且稳定性好。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本发明的复合材料的制备方法工艺简单，重复性好、条件温和、安全、设备投资少、生产成本低、对环境无污染等优点，得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料结构稳定，而且还具有良好的储电性能，得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料结构稳定，形貌可控，易放大，而且还具有良好的储电性能，在太阳能电池、导电元器件、超级电容器的电极材料、光电催化、传感器等方面具有良好的应用前景。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备二氧化钛纳米棒阵列；
将苯胺溶于第一盐酸溶液中形成第一溶液，将过硫酸铵溶于第二盐酸溶液中形成第二溶液，将所述第一溶液与所述第二溶液混合，剧烈震荡20-40s，得到混合溶液；
将所述二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中，反应1-3h，洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备二氧化钛纳米棒阵列包括以下步骤：
制备第三盐酸溶液；
将钛酸四丁酯放入所述第三盐酸溶液内，使所述钛酸四丁酯溶解在所述第三盐酸溶液内，并通过磁力搅拌15-30min，得到钛酸四丁酯的盐酸溶液；
将FTO导电玻璃放入所述钛酸四丁酯的盐酸溶液中，在140-160℃的温度下，水热反应3-10h，得到二氧化钛纳米棒阵列。
3.根据权利要求2所述的复合材料的制备方法，其特征在于：
所述第三盐酸溶液内的浓盐酸与去离子水的体积比为1:1。
4.根据权利要求2所述的复合材料的制备方法，其特征在于：
所述钛酸四丁酯的体积为0.8ml-1ml。
5.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于：
所述过硫酸铵与所述苯胺的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述将二氧化钛纳米棒阵列放入所述混合溶液中包括以下步骤：
将设置有所述二氧化钛纳米棒阵列的玻片竖直放入所述混合溶液内。
7.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料包括以下步骤：
通过去离子水洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料。
8.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述洗涤后得到二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料包括以下步骤：
将洗涤后得到的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料在室温下静置1-2h。
9.一种二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述的复合材料的制备方法制备得到。
10.一种超级电容器，其特征在于，采用如权利要求10所述的二氧化钛和聚苯胺的纳米复合材料进行储能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910266181.5A CN110120307A (zh) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910266181.5A CN110120307A (zh) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110120307A true CN110120307A (zh) | 2019-08-13 |
Family
ID=67520756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910266181.5A Pending CN110120307A (zh) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110120307A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101050304A (zh) * | 2007-04-21 | 2007-10-10 | 大连理工大学 | 氧化钛/聚苯胺纳米纤维杂化材料及其制备方法 |
| CN105542456A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 江南大学 | 一种基于三元层级组装的硅-二氧化钛-聚苯胺复合材料及应用 |
| CN105665013A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-06-15 | 江南大学 | 一种基于消除反射和双层p/n异质结的三维仿生复合材料及应用 |
| CN105837053A (zh) * | 2015-01-13 | 2016-08-10 | 广东工业大学 | 一种二氧化钛/聚苯胺纳米复合结构及其制备方法 |
| CN108554459A (zh) * | 2018-04-14 | 2018-09-21 | 扬州工业职业技术学院 | 一种新型聚苯胺/二氧化钛复合材料及其在环境修复中的应用 |
-
2019
- 2019-04-03 CN CN201910266181.5A patent/CN110120307A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101050304A (zh) * | 2007-04-21 | 2007-10-10 | 大连理工大学 | 氧化钛/聚苯胺纳米纤维杂化材料及其制备方法 |
| CN105837053A (zh) * | 2015-01-13 | 2016-08-10 | 广东工业大学 | 一种二氧化钛/聚苯胺纳米复合结构及其制备方法 |
| CN105542456A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 江南大学 | 一种基于三元层级组装的硅-二氧化钛-聚苯胺复合材料及应用 |
| CN105665013A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-06-15 | 江南大学 | 一种基于消除反射和双层p/n异质结的三维仿生复合材料及应用 |
| CN108554459A (zh) * | 2018-04-14 | 2018-09-21 | 扬州工业职业技术学院 | 一种新型聚苯胺/二氧化钛复合材料及其在环境修复中的应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104616910B (zh) | 碳包覆钛基纳米阵列材料及其制备方法和应用 | |
| CN110323074B (zh) | 一种不对称型全固态纤维状柔性超级电容器及其制备方法 | |
| CN105702483B (zh) | 一种纸基聚吡咯复合膜及其制备方法 | |
| CN104616905B (zh) | 聚苯胺‑碳层‑氮化钛纳米线阵列复合材料及其制备方法和应用 | |
| Luo et al. | Fixing graphene-Mn3O4 nanosheets on carbon cloth by a poles repel-assisted method to prepare flexible binder-free electrodes for supercapacitors | |
| CN106848251A (zh) | 一种碳纳米管钛酸锂复合负极材料的制备方法 | |
| CN106531470B (zh) | 一种柔性自支撑碳纸超级电容器电极材料的制备方法与应用 | |
| CN103482704B (zh) | 一种MnO2纳米片自组装纳米管及其制备方法 | |
| CN107170589B (zh) | 一种MnO2系三元复合超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN110581028A (zh) | 一种二氧化锰/碳基柔性电极材料的制备方法 | |
| CN108630449B (zh) | 具有超高能量密度的柔性非对称超级电容器及其制备方法 | |
| CN105406042A (zh) | 一种碳包覆的超长二氧化钛纳米管锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN106024401B (zh) | 一种二氧化锰复合材料及由其制备的柔性超级电容器 | |
| CN110808171A (zh) | 超级电容器电极材料、超级电容器及两者的制备方法 | |
| CN102874882A (zh) | 一种多孔Co3O4纳米片的制备方法 | |
| CN109346691A (zh) | 一种锂硫电池正极材料的制备方法 | |
| CN103359796A (zh) | 一种超级电容器氧化钴电极材料的制备方法 | |
| CN106887580B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN108258204A (zh) | 锂硫电池复合正极材料、其制备方法及锂硫电池 | |
| CN110120307A (zh) | 一种复合材料的制备方法、复合材料及超级电容器 | |
| CN104878406B (zh) | 一种花瓣形的纳米结构聚苯胺的电化学合成方法 | |
| CN111484073A (zh) | 一种离子液体辅助制备空心纳米棒二氧化钛负极材料的方法 | |
| CN114188542B (zh) | 一种锌基mof负载二氧化钒纳米材料及其制备和应用 | |
| CN109326452A (zh) | 一种聚吡咯/聚苯胺双壁纳米管电极的制备方法和应用 | |
| CN110164712A (zh) | 一种锂离子电容器电极材料及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190813 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |