CN103971942A - 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法 - Google Patents

应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103971942A
CN103971942A CN201410221388.8A CN201410221388A CN103971942A CN 103971942 A CN103971942 A CN 103971942A CN 201410221388 A CN201410221388 A CN 201410221388A CN 103971942 A CN103971942 A CN 103971942A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
polyaniline
composite material
ferric oxide
oxide 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.)
Granted
Application number
CN201410221388.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103971942B (zh
Inventor
张芳
彭波
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.)
Heze Far East Qiangya New Material Co.,Ltd.
Original Assignee
Wuhan Institute of Technology
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 Wuhan Institute of Technology filed Critical Wuhan Institute of Technology
Priority to CN201410221388.8A priority Critical patent/CN103971942B/zh
Publication of CN103971942A publication Critical patent/CN103971942A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103971942B publication Critical patent/CN103971942B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

本发明涉及一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。本发明所得到的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,该结构充分利用了每一组分的作用,既利用了石墨烯的双电层电容性质,也利用了聚苯胺和石墨烯的氧化还原电化学性质,增大了石墨烯基电极材料的比电容量,循环寿命达到5000次,极大地提高了石墨烯基电容器的电化学性能,使其在超级电容器、太阳能电池等领域具有更广阔的应用前景。

Description

应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可用作超级电容器电极的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法。
背景技术
超级电容器,一种介于普通电容器和二次电池之间的快速充电/放电的储能器件,它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点,在军事以及民用上都有着巨大的应用前景。超级电容器电极材料分为两类,一类是具有双电层储能性质的超级电容器材料,这类材料包括活性炭、碳纤维、碳纳米管及石墨烯片等碳材料,这类材料具有10到200F/g的比电容量,充放电循环寿命长,可达10000次以上,但是总体来看比电容量并不高;另一类是具有氧化还原特性的赝电容器材料,既有无机物,如氧化钌、氧化锰、氧化锡、氧化铁等材料,又有导电高分子材料,如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等,这类材料由于具有氧化还原特性,电容量很大,可达500F/g以上的比电容量,但是这类材料的缺点是由于氧化还原反应发生在材料体内,导致材料充放电过程中体积发生剧烈变化,结构出现缺陷,影响电极材料的循环寿命,循环次数只能在3000次左右。因此,很多研究与开发工作集中在将双电层机制的电极材料与氧化还原机制的电极材料复合在一起,制备成杂化材料用于超级电容器,如将无机纳米氧化锰、氧化锡等负载碳纳米管或石墨烯片表面上、或将导电聚合物包覆在碳纳米管或石墨烯片上,制备的电容器材料既具有双电层电容特性、同时具有赝电容特性,比电容量达800F/g以上,同时导电性能好、力学性能优异的碳材料能对氧化还原物质起到很好的支撑作用。
最近,有研究者在石墨烯表面先负载氧化铁纳米颗粒,再在石墨烯/氧化铁杂化物表面上聚合一层聚苯胺,获得的比电容为638F/g,循环次数为5000次电容上(J.Mater.Chem.,2012,22,16844-16850)。但是,由于负载在石墨烯表面的氧化铁纳米粒子被聚苯胺包覆层所覆盖,并不能充分发挥出各组分的电化学作用,导致比电容并不如预期的高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法,提高了石墨烯基电容器的电化学性能。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)按氧化石墨与苯胺的摩尔比为1:(1~10),将苯胺单体和盐酸加入到氧化石墨的水溶液,在0~5℃条件下边搅拌边滴加引发剂溶液,滴加完成后继续搅拌2~5小时,将所得固体分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将聚苯胺/氧化石墨的复合物用还原剂进行还原,然后分离出聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按照氧化石墨与铁离子的摩尔比为1:(1~20),将可溶性铁盐与聚苯胺/石墨烯的复合物混合于水中,分散并搅拌1~3小时后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为(1~8):1,滴加完成后,继续搅拌1~3小时,再静置陈化8~24小时,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为120~180℃条件下反应1~6小时,然后将其中的固体分离出来,即得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
按上述方案,所述氧化石墨的水溶液浓度为0.1mol/L。将所述氧化石墨与水混合后,超声分散30-60分钟,可获得氧化石墨的水溶液。
按上述方案,所述引发剂可以选用(NH4)2S2O8、K2Cr2O7、KIO3、FeCl3、FeCl4、H2O2、Ce(SO4)2、MnO2、BPO(过氧化苯甲酰),其中(NH4)2SO8由于不含金属离子,氧化能力强,后处理方便,是最常用的氧化剂。本发明中采用引发剂溶液为浓度0.04mol/L的过硫酸铵溶液,过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:(1~2)。
按上述方案,所述步骤(1)中盐酸在氧化石墨的水溶液中的浓度mol/L;步骤(1)中滴加速度为0.15mL/s~0.3mL/s。
按上述方案,所述还原剂为水合肼或硼氢化钠,还原剂与氧化石墨摩尔比为(10~100):1。水合肼作为还原剂,浓度优选85%,硼氢化钠作为还原剂,浓度优选0.1mol/L的水溶液。
按上述方案,所述步骤(2)中还原采用水合肼,还原条件是90℃~100℃下回流12小时以上。
按上述方案,步骤(3)中水的加入量使铁盐的摩尔浓度为0.05mol/L~0.2mol/L;所述分散为超声分散,时间为30-60分钟;所述搅拌的时间为4~8小时;浓氨水的浓度为28%,滴加速度为0.15mL/s~0.3mL/s。
按上述方案,所述氧化石墨的制备方法是:按照(1~5g):(0.2~2g):(30~150ml)的比例,将石墨、硝酸钠和98%浓硫酸混合,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾,高锰酸钾与石墨的质量比为(0.2-8):1,待高锰酸钾加完之后继续搅拌12h以上;再向其中加入去离子水,去离子水与浓硫酸的体积比为1:(0.05-1.5),再加入浓度为30%的双氧水,双氧水与浓硫酸的体积比为1:(0.5-15),获得黄色悬浊液,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干,即为氧化石墨。
本发明的原理是:氧化石墨表面的羧基与苯胺上的胺基相作用,先将苯胺吸附在氧化石墨的表面,再在引发剂的作用下,引发苯胺单体,将聚苯胺包覆在氧化石墨表面;进而在还原剂的作用下,转化为包覆聚苯胺的石墨烯;接着利用聚苯胺的胺基对金属离子的络合作用,将铁离子吸附在包覆有聚苯胺的石墨烯表面,通过加入碱性试剂(氨水),使铁离子转化为氢氧化铁,并负载在包覆聚苯胺的石墨烯表面,最后经过水热反应使氢氧化铁分解成α-氧化铁,从而得到表面负载氧化铁、包覆聚苯胺的石墨烯,即石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明利用氧化石墨与苯胺单体的作用将聚苯胺包覆到石墨烯表面,再利用聚苯胺链上的胺基吸附铁离子,将α-氧化铁嵌在石墨烯/聚苯胺的表面得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,构思巧妙。同时,本发明所得到的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,该结构充分利用了每一组分的作用,既利用了石墨烯的双电层电容性质,也利用了聚苯胺和石墨烯的氧化还原电化学性质,增大了石墨烯基电极材料的比电容量,循环寿命达到5000次,极大地提高了石墨烯基电容器的电化学性能,使其在超级电容器、太阳能电池等领域具有更广阔的应用前景。
附图说明
图1是石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法的流程示意图。
图2是实施例1石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的XRD图谱,其中PANI为聚苯胺缩写。
图3a是石墨烯的透射电镜图,b实施例1中间产物聚苯胺/石墨烯的复合物的透射电镜图,(c)石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的透射电镜图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
1、制备氧化石墨:取鳞片石墨(1g),硝酸钠(0.2g)和浓硫酸(30ml)放入1000ml烧杯中,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾(1g),加完之后继续搅拌14h;再向其中加入去离子水(100ml),再加入浓度为30%的双氧水(10ml),此时悬浊液呈黄色,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干,即为氧化石墨,待用。
2、一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
3、上述应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将0.005mol氧化石墨在50ml去离子水中超声分散30分钟,向其中加入苯胺单体(苯胺单体与氧化石墨的摩尔比为1:1)和36%的浓盐酸4ml,然后在冰浴下、边磁力搅拌边滴加0.04mol/mL的过硫酸铵溶液(过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1),且滴加速度为0.15mL/s,滴加完成后继续搅拌2小时,再将其中的固体离心分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将上述所得到的聚苯胺/氧化石墨复合物全部和0.05mol水合肼(水合肼浓度85%)混合,在90℃下回流12小时,将其中的固体过滤分离出来,得到聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按铁离子与氧化石墨摩尔比为1:1,将聚苯胺/石墨烯的复合物与硝酸铁粉末(其中铁离子0.005mol)加入到100ml去离子水中并超声分散1小时,再搅拌4小时,然后向其中边搅拌边滴加浓氨水(浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为1:1,浓氨水浓度为26%),且滴加速度为0.15mL/s;滴加完成后,继续搅拌1小时,再静止陈化8小时,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为120℃条件下反应1小时,反应完成后,将固体分离出来,得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
由图2、图3可知,实施例1制备的最终产物确认为石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,本方法制备出石墨烯/聚苯胺/氧化铁三元复合体系,聚苯胺接枝包覆在石墨烯上,氧化铁像草莓一样长在石墨烯片层上。这种结构将充分发挥每个组份的作用,使复合材料的比电容大大提高,循环寿命也很长。
实施例2
1、制备氧化石墨:取鳞片石墨(1g),硝酸钠(0.2g)和浓硫酸(30ml)放入1000ml烧杯中,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾(1g),加完之后继续搅拌14h;再向其中加入去离子水(100ml),再加入浓度为30%的双氧水(10ml),此时悬浊液呈黄色,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干,即为氧化石墨,待用。
2、一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
3、上述应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将0.005mol氧化石墨在50ml去离子水中超声分散30分钟,向其中加入苯胺单体(苯胺单体与氧化石墨的摩尔比为10:1)和36%的浓盐酸16ml,然后在冰浴下、边磁力搅拌边滴加0.04mol/mL的过硫酸铵溶液(过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:2),且滴加速度为0.3mL/s,滴加完成后继续搅拌5小时,再将其中的固体离心分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将上述所得到的聚苯胺/氧化石墨复合物全部和0.05mol水合肼(水合肼浓度85%)混合,在100℃下回流14小时,将其中的固体过滤分离出来,得到聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按铁离子与氧化石墨摩尔比为20:1,将聚苯胺/石墨烯的复合物与硝酸铁粉末(其中铁离子0.1mol)加入到100ml去离子水中并超声分散3小时,再搅拌3小时,然后向其中边搅拌边滴加浓氨水(浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为4:1),且滴加速度为0.15mL/s;滴加完成后,继续搅拌3小时,再静止陈化16小时,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为180℃条件下反应6小时,反应完成后,将固体分离出来,得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
实施例3
1.鳞片石墨(3g),硝酸钠(1.1g)和浓硫酸(90ml)放入1000ml烧杯中,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾(4.5g),加完之后继续搅拌16h;再向其中加入去离子水(350ml),再加入浓度为30%的双氧水(35ml),此时悬浊液呈黄色,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干待用。
2、一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
3、上述应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将0.005mol氧化石墨在50ml去离子水中超声分散30分钟,向其中加入苯胺单体(苯胺单体与氧化石墨的摩尔比为5:1)和36%的浓盐酸8ml,然后在冰浴下、边磁力搅拌边滴加0.04mol/mL的过硫酸铵溶液(过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1),且滴加速度为0.2mL/s,滴加完成后继续搅拌3小时,再将其中的固体离心分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将上述所得到的聚苯胺/氧化石墨复合物全部和0.025mol水合肼(水合肼浓度85%)混合,在100℃下回流16小时,将其中的固体过滤分离出来,得到聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按铁离子与氧化石墨摩尔比为20:1,将聚苯胺/石墨烯的复合物与硝酸铁粉末(其中铁离子0.1mol)加入到100ml去离子水中并超声分散3小时,再搅拌3小时,然后向其中边搅拌边滴加浓氨水(浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为4:1),且滴加速度为0.15mL/s;滴加完成后,继续搅拌3小时,再静止陈化16小时,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为180℃条件下反应6小时,反应完成后,将固体分离出来,得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
(3)按铁离子与氧化石墨摩尔比为10:1,将聚苯胺/石墨烯的复合物与硝酸铁粉末(其中铁离子0.05mol)加入到100ml去离子水中并超声分散3小时,再搅拌3小时,然后向其中边搅拌边滴加浓氨水(浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为2:1),且滴加速度为0.2mL/s;滴加完成后,继续搅拌2小时,再静止陈化10小时,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为160℃条件下反应3小时,反应完成后,将固体分离出来,得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
实施例4
1.鳞片石墨(5g),硝酸钠(2g)和浓硫酸(150ml)放入1000ml烧杯中,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾(8g),加完之后继续搅拌12h;再向其中加入去离子水(600ml),再加入浓度为30%的双氧水(60ml),此时悬浊液呈黄色,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干待用。
2、一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
3、上述应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将0.005mol氧化石墨在50ml去离子水中超声分散30分钟,向其中加入苯胺单体(苯胺单体与氧化石墨的摩尔比为8:1)和36%的浓盐酸10ml,然后在冰浴下、边磁力搅拌边滴加0.04mol/mL的过硫酸铵溶液(过硫酸铵与苯胺单体的摩尔比为1:1.5),且滴加速度为0.3mL/s,滴加完成后继续搅拌2小时,再将其中的固体离心分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将上述所得到的聚苯胺/氧化石墨复合物全部和0.05mol水合肼(水合肼浓度85%)混合,在100℃下回流18小时,将其中的固体过滤分离出来,得到聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按铁离子与氧化石墨摩尔比为8:1,将聚苯胺/石墨烯的复合物与氯化铁粉末(其中铁离子0.04mol)加入到100ml去离子水中并超声分散3小时,再搅拌3小时,然后向其中边搅拌边滴加浓氨水(浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为2:1),且滴加速度为0.2mL/s;滴加完成后,继续搅拌2小时,再静止陈化8小时,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为180℃条件下反应3小时,反应完成后,将固体分离出来,得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
应用测试
将本发明制备的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料作为电极材料进行性能测试,。具体测试方法为:将石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合物、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液(按质量比80:15:5配比)混合成胶状粘附在泡沫镍上,以1mol/L的硫酸钠为电解液,在上海华辰电化学工作站上进行循环伏安及充放电测试,测试数据参见表1。由表1可知,石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料作为超级电容器电极,比电容可达890F/g,循环次数可达5000次。
表1
对比例:以石墨烯、石墨烯/聚苯胺复合物、石墨烯/氧化铁复合物作为对比,结果如表1所示。
其中,石墨烯的制备方法为常规制备方法是:将本发明中使用的氧化石墨用水合肼进行还原。石墨烯/聚苯胺的制备方法参见本发明是实施例2中的制备方法步骤2(2);石墨烯/氧化铁复合物的制备方法为:直接将氧化石墨与铁盐在去离子水中分散共混,在搅拌下滴加浓氨水,然后将得到的悬浮液在氮气保护下、温度为180℃条件下反应6小时,反应完成后,再将固体取出置于水合肼中还原,得到石墨烯/氧化铁复合材料。

Claims (10)

1.一种应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料,其特征在于它是由石墨烯、聚苯胺、氧化铁复合形成,所述聚苯胺包覆于石墨烯上,所述氧化铁生长在包覆有聚苯胺的石墨烯上。
2.根据权利要求1所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:
(1)按苯胺与氧化石墨的摩尔比为(1~10):1,将苯胺单体和盐酸加入到氧化石墨的水溶液,在0~5℃条件下边搅拌边滴加引发剂溶液,滴加完成后继续搅拌2~5小时,将所得固体分离出来,即得到聚苯胺/氧化石墨的复合物;
(2)将聚苯胺/氧化石墨的复合物用还原剂进行还原,然后分离出聚苯胺/石墨烯的复合物;
(3)按照氧化石墨与铁离子的摩尔比为1:(1~20),将可溶性铁盐与聚苯胺/石墨烯的复合物混合于水中,分散并搅拌1~3小时后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,浓氨水中氨与铁离子的摩尔比为(1~8):1,滴加完成后,继续搅拌1~3小时,再静置陈化8~24小时,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为120~180℃条件下反应1~6小时,然后将其中的固体分离出来,即得到石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料。
3.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于氧化石墨的水溶液浓度为0.1mol/L,将所述氧化石墨与水混合后,超声分散30-60分钟,即可获得氧化石墨的水溶液。
4.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述引发剂为(NH4)2S2O8、K2Cr2O7、KIO3、FeCl3、FeCl4、H2O2、Ce(SO4)2、MnO2、过氧化苯甲酰中的一种。
5.根据权利要求1或4所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述引发剂为浓度0.04mol/L的过硫酸铵溶液,过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:(1~2)。
6.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述步骤(1)中盐酸在水溶液中的浓度0.8~4mol/L;步骤(1)中滴加速度为0.15mL/s~0.3mL/s。
7.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述还原剂为水合肼或硼氢化钠,还原剂与氧化石墨摩尔比为(10~100):1。
8.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述步骤(2)中还原采用水合肼,还原条件是90℃~100℃下回流12小时以上。
9.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于步骤(3)中水的加入量使铁盐的摩尔浓度为0.05mol/L~0.2mol/L;所述分散为超声分散,时间为30-60分钟;所述搅拌的时间为4~8小时;浓氨水的浓度为28%,滴加速度为0.15mL/s~0.3mL/s。
10.根据权利要求2所述的应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料的制备方法,其特征在于所述氧化石墨的制备方法是:按照(1~5g):(0.2~2g):(30~150ml)的比例,将石墨、硝酸钠和98%浓硫酸混合,在搅拌器边搅拌边加入高锰酸钾,高锰酸钾与石墨的质量比为(0.2-8):1,待高锰酸钾加完之后继续搅拌12h以上;再向其中加入去离子水,去离子水与浓硫酸的体积比为1:(0.05-1.5),再加入浓度为30%的双氧水,双氧水与浓硫酸的体积比为1:(0.5-15),获得黄色悬浊液,采用过滤或离心的方法,将固体分离出来,烘干,即为氧化石墨。
CN201410221388.8A 2014-05-23 2014-05-23 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法 Active CN103971942B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410221388.8A CN103971942B (zh) 2014-05-23 2014-05-23 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410221388.8A CN103971942B (zh) 2014-05-23 2014-05-23 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103971942A true CN103971942A (zh) 2014-08-06
CN103971942B CN103971942B (zh) 2017-02-01

Family

ID=51241317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410221388.8A Active CN103971942B (zh) 2014-05-23 2014-05-23 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103971942B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104356382A (zh) * 2014-11-05 2015-02-18 沈阳理工大学 聚苯胺/四氧化三铁/氧化石墨烯复合材料的合成工艺
CN105118681A (zh) * 2015-08-17 2015-12-02 电子科技大学 一种制造石墨烯基三元复合柔性电极的方法
CN105924963A (zh) * 2016-06-06 2016-09-07 上海应用技术学院 一种石墨烯/氧化铁/聚苯胺复合材料的制备方法
CN106829927A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种金属氧化物石墨烯复合材料及其制备方法
CN107253708A (zh) * 2017-04-29 2017-10-17 成都博美实润科技有限公司 一种基于石墨烯改性的酚醛树脂基多孔碳的制备方法
CN108010748A (zh) * 2017-12-18 2018-05-08 上海交通大学 二维氧化铁掺杂介孔聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法
CN109449000A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 重庆文理学院 一种新型超级电容
CN115064666A (zh) * 2022-05-11 2022-09-16 万向一二三股份公司 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102543464A (zh) * 2011-12-13 2012-07-04 西北师范大学 ZnO/还原氧化石墨烯/聚吡咯三元复合材料的制备方法及三元复合材料的应用
CN103117175A (zh) * 2013-02-25 2013-05-22 中国科学院过程工程研究所 一种多元复合纳米材料、其制备方法及其用途
CN103367720A (zh) * 2013-07-09 2013-10-23 上海交通大学 石墨烯与多孔氧化铁复合材料的制备方法
JP2014093412A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Yokohama Rubber Co Ltd:The ポリアニリン/グラフェン複合体およびそれを用いた電極材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102543464A (zh) * 2011-12-13 2012-07-04 西北师范大学 ZnO/还原氧化石墨烯/聚吡咯三元复合材料的制备方法及三元复合材料的应用
JP2014093412A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Yokohama Rubber Co Ltd:The ポリアニリン/グラフェン複合体およびそれを用いた電極材料
CN103117175A (zh) * 2013-02-25 2013-05-22 中国科学院过程工程研究所 一种多元复合纳米材料、其制备方法及其用途
CN103367720A (zh) * 2013-07-09 2013-10-23 上海交通大学 石墨烯与多孔氧化铁复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIA XIA,QINGLI HAO,ET AL: "Nanostructured ternary composites of graphene/Fe2O3/polyaniline for high performance supercapacitors", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》 *
邱兰,吕洪岭,李念武, ET AL: "还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co3O4三元复合材料的制备与电化学性能", 《化学研究》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104356382A (zh) * 2014-11-05 2015-02-18 沈阳理工大学 聚苯胺/四氧化三铁/氧化石墨烯复合材料的合成工艺
CN105118681A (zh) * 2015-08-17 2015-12-02 电子科技大学 一种制造石墨烯基三元复合柔性电极的方法
CN105924963A (zh) * 2016-06-06 2016-09-07 上海应用技术学院 一种石墨烯/氧化铁/聚苯胺复合材料的制备方法
CN105924963B (zh) * 2016-06-06 2018-08-10 上海应用技术学院 一种石墨烯/氧化铁/聚苯胺复合材料的制备方法
CN106829927A (zh) * 2017-01-16 2017-06-13 中国科学院合肥物质科学研究院 一种金属氧化物石墨烯复合材料及其制备方法
CN107253708A (zh) * 2017-04-29 2017-10-17 成都博美实润科技有限公司 一种基于石墨烯改性的酚醛树脂基多孔碳的制备方法
CN108010748A (zh) * 2017-12-18 2018-05-08 上海交通大学 二维氧化铁掺杂介孔聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法
CN109449000A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 重庆文理学院 一种新型超级电容
CN109449000B (zh) * 2018-09-29 2021-02-09 重庆文理学院 一种新型超级电容
CN115064666A (zh) * 2022-05-11 2022-09-16 万向一二三股份公司 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法
CN115064666B (zh) * 2022-05-11 2023-11-03 万向一二三股份公司 一种导电高分子接枝石墨烯包覆的硅负极材料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103971942B (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Preparation of NiMoO4-PANI core-shell nanocomposite for the high-performance all-solid-state asymmetric supercapacitor
CN103971942B (zh) 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化铁复合材料及其制备方法
Acharya et al. Leaf-like integrated hierarchical NiCo2O4 nanorods@ Ni-Co-LDH nanosheets electrodes for high-rate asymmetric supercapacitors
CN105253871B (zh) 超级电容器用含氮碳材料及其制备方法、超级电容器电极材料
CN103971941B (zh) 应用于超级电容器的石墨烯/聚苯胺/氧化锡复合材料及其制备方法
CN102850543B (zh) 一种石墨烯/导电聚合物复合材料及其制备方法
EP2634783A1 (en) Composite electrode material, manufacturing method and application thereof
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
Zhao et al. Hollow N-doped carbon@ O-vacancies NiCo2O4 nanocages with a built-in electric field as high-performance cathodes for hybrid supercapacitor
Zhou et al. Nickel hexacyanoferrate on graphene sheets for high-performance asymmetric supercapacitors in neutral aqueous electrolyte
CN102709061A (zh) 一种石墨烯包覆二氧化锰的复合电极材料及其制备方法
Ali et al. Hydrothermal synthesis of cerium‐doped Co3O4 nanoflakes as electrode for supercapacitor application
CN106252091B (zh) 一种Fe3O4/石墨烯复合材料及其制备方法
CN102923689B (zh) 一种石墨烯/碳复合材料的制备方法
CN108597891B (zh) 一种二氧化硅@金属氧化物/石墨烯气凝胶双负载双包覆复合材料及其制备方法和应用
CN102516764B (zh) 一种聚苯胺纳米线/分级多孔碳复合材料及其制备方法和应用
CN111883366A (zh) 一种聚吡咯纳米球@碳化钛复合材料及其制备方法和应用
CN103788646A (zh) 氮掺杂石墨烯/铁酸钴/聚苯胺纳米复合材料及其制备方法
CN109167043A (zh) 溶剂热连锁聚合法制备高分子复合电极材料
Yang et al. Controllable synthesis of coaxial nickel hexacyanoferrate/carbon nanotube nanocables as advanced supercapcitors materials
Dong et al. Tunable growth of perpendicular cobalt ferrite nanosheets on reduced graphene oxide for energy storage
Cao et al. NiO hollow microspheres interconnected by carbon nanotubes as an anode for lithium ion batteries
Li et al. Manganese dioxide nanosheets decorated on MXene (Ti3C2Tx) with enhanced performance for asymmetric supercapacitors
CN105810456A (zh) 一种活化石墨烯/针状氢氧化镍纳米复合材料及其制备方法
CN105271215A (zh) 一种高密度氮掺杂石墨烯及其制备方法和应用

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201215

Address after: No.7, Qingyuan Road, Wudian Town, Mudan District, Heze City, Shandong Province

Patentee after: SHANDONG TIANDA QINGYUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 430074, No. 693 Xiong Chu street, Hongshan District, Hubei, Wuhan

Patentee before: WUHAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211117

Address after: 274000 high tech chemical industry park, Mudan District, Heze City, Shandong Province (north of Huaihe East Road)

Patentee after: Heze Far East Qiangya New Material Co.,Ltd.

Address before: No.7, Qingyuan Road, Wudian Town, Mudan District, Heze City, Shandong Province

Patentee before: SHANDONG TIANDA QINGYUAN INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Graphene / polyaniline / iron oxide composite for supercapacitor and its preparation method

Effective date of registration: 20211221

Granted publication date: 20170201

Pledgee: Heze rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: Heze Far East Qiangya New Material Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980015624

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20220704

Granted publication date: 20170201

Pledgee: Heze rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: Heze Far East Qiangya New Material Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980015624

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Graphene/polyaniline/iron oxide composites for supercapacitors and their preparation methods

Effective date of registration: 20221123

Granted publication date: 20170201

Pledgee: Heze rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: Heze Far East Qiangya New Material Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980023023