用於超級電容器的碳納米管－聚苯胺複合材料的製備方法
2023-05-13 14:15:56 2
專利名稱：用於超級電容器的碳納米管－聚苯胺複合材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於超級電容器的碳納米管-聚苯胺複合材料的製備方法。
背景技術：
電化學電容器由於具有廣泛的應用前景和巨大的潛在市場而成為國際能源領域的研究熱點。碳納米管(CNTs)由於具有高導電性、高中孔含量、無「死孔」、良好的電化學穩定性而成為電化學電容器的理想電極材料。但由於碳納米管的比表面積比較低，致使其比容也較低。碳納米管的低比容問題已成為制約其作為超級電容器電極材料的瓶頸。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於超級電容器的碳納米管-聚苯胺複合材料的製備方法，該方法在提高碳納米管的比容上具有非常顯著的效果。
本發明是這樣來實現的，其工藝步驟為準確稱取1g CNTs加入到HCl溶液中並充分超聲分散，然後將一定量的苯胺溶解到HCl溶液中並倒入CNTs懸浮液中超聲分散，HCl的濃度控制在0.5～1.5mol/L，待CNTs懸浮液分散均勻後，將一定量的溶解在0.5～1.5mol/L的HCl溶液中的(NH4)2S2O8緩慢滴加到反應液中並於0℃條件下攪拌反應2h，將反應產物過濾，用去離子水衝洗並於60℃真空乾燥24h，得到CNTs-PANI複合材料，此時複合材料中PANI的質量分數為50～60％。
本發明通過對沉積材料的選擇及對沉積工藝的控制，製備了性能優良的碳納米管-聚苯胺複合材料，大幅度地提高了碳納米管的比容，有效地解決了碳納米管的低比容值問題。
具體實施例方式
實施例1準確稱取1g CNTs加入到0.5mol/L的HCl溶液中並充分超聲分散，然後將1mL苯胺溶解到1mol/L的HCl溶液中並倒入CNTs懸浮液中超聲分散，待CNTs懸浮液分散均勻後，將3.42g溶解在0.5mol/L的HCl溶液中的(NH4)2S2O8緩慢滴加到反應液中並於0℃條件下攪拌反應2h，將反應產物過濾，用去離子水衝洗並於60℃真空乾燥24h，得到CNTs-PANI複合材料，此時複合材料中PANI的質量分數為50％。
製備的碳納米管-聚苯胺複合材料的性能碳納米管比容F/g46碳納米管-聚苯胺比容F/g163實施例2準確稱取0.82g CNTs加入到1mol/L的HCl溶液中並充分超聲分散，然後將1mL苯胺溶解到1mol/L的HCl溶液中並倒入CNTs懸浮液中超聲分散，待CNTs懸浮液分散均勻後，將3.42g溶解在0.5mol/L的HCl溶液中的(NH4)2S2O8緩慢滴加到反應液中並於0℃條件下攪拌反應2h，將反應產物過濾，用去離子水衝洗並於60℃真空乾燥24h，得到CNTs-PANI複合材料，此時複合材料中PANI的質量分數為55％。
製備的碳納米管-聚苯胺複合材料的性能碳納米管比容F/g46碳納米管-聚苯胺比容F/g19權利要求
1.一種用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，其特徵在於製備方法為準確稱取一定量CNTs加入到HCl溶液中並充分超聲分散，然後將一定量的苯胺溶解到HCl溶液中並倒入CNTs懸浮液中超聲分散，HCl的濃度控制在0.5～1.5mol/L，待CNTs懸浮液分散均勻後，將一定量的溶解在0.5～1.5mol/L的HCl溶液中的(NH4)2S2O8緩慢滴加到反應液中並於0℃條件下攪拌反應2h，將反應產物過濾，用去離子水衝洗並於60℃真空乾燥24h，得到CNTs-PANI複合材料。
2.根據權利要求1所說的用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，其特徵在於沉積在碳納米管上的材料是聚苯胺。
3.根據權利要求1所說的用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，聚苯胺合成中所使用的酸性介質為HCl，氧化劑為(NH4)2S2O8。
4.根據權利要求1所說的用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，其特徵在於HCl的濃度控制在0.5～1.5mol/L。
5.根據權利要求1所說的用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，其特徵在聚合反應的溫度控制在0℃。
6.根據權利要求1所說的用於超級電容器的碳納米管—聚苯胺複合材料的製備方法，複合材料中PANI的質量分數控制在50～60％。
全文摘要
一種用於超級電容器的碳納米管－聚苯胺複合材料的製備方法，通過在碳納米管(CNTs)的表面沉積聚苯胺(PANI)，利用聚苯胺在充放電過程中發生電化學摻雜－去摻雜反應，產生贗電容來提高碳納米管的比容。本發明通過對沉積材料的選擇及對沉積工藝的控制，製備了性能優良的碳納米管－聚苯胺複合材料，大幅度地提高了碳納米管的比容，有效地解決了碳納米管的低比容值問題。
文檔編號C08K3/04GK1887965SQ20061001932
公開日2007年1月3日 申請日期2006年6月9日 優先權日2006年6月9日
發明者鄧梅根, 方勤, 馮義紅, 楊邦朝 申請人:江西財經大學