CN108530643B - 一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 - Google Patents
一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108530643B CN108530643B CN201810333284.4A CN201810333284A CN108530643B CN 108530643 B CN108530643 B CN 108530643B CN 201810333284 A CN201810333284 A CN 201810333284A CN 108530643 B CN108530643 B CN 108530643B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- preparation
- polyaniline grafted
- electrode
- added
- 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.)
- Active
Links
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 97
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 title claims abstract description 52
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000009435 amidation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000007112 amidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 11
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960004050 aminobenzoic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Substances [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000001548 drop coating Methods 0.000 description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- UKJLNMAFNRKWGR-UHFFFAOYSA-N cyclohexatrienamine Chemical group NC1=CC=C=C[CH]1 UKJLNMAFNRKWGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006193 diazotization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- -1 graphene modified Carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/001—Macromolecular compounds containing organic and inorganic sequences, e.g. organic polymers grafted onto silica
-
- 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
-
- 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
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法。包括以下步骤：羧基功能化氧化石墨烯的制备，酰胺化石墨烯的制备，石墨烯接枝聚苯胺的制备。本发明的有益效果是石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法新颖独特。
Description
技术领域
本发明涉及一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，属于材料合成和电化学研究领域。
技术背景
电化学电容器也被称为超级电容器，与传统电池相比，由于有高功率密度，快速充放电特性，较长的循环寿命和环境友好性，在过去几十年中引起了极大的关注。根据其储能机制，超级电容器可以分为双电层电容器和赝电容器，前者在电极和电解质的界面积累电荷，后者通过电极材料的可逆氧化还原反应来储存能量。与其它储能装置相比，超级电容器可以在非常高的速率下充放电。这种卓越的性能使超级电容器有望以各种形式应用在能量储存设备。
石墨烯因其良好的导电性、热稳定性和力学性能作为基质电极材料在最近几年一直是研究的热点，但石墨烯易团聚的缺点限制了其电容性能。导电聚合物聚苯胺具有高比电容、易合成、环境稳定性好、低成本的优势，与石墨烯复合后可以通过阻止石墨烯的团聚来增加电极材料的比表面积。有研究表明通过共价作用连接聚苯胺和石墨烯，可以提高复合材料的电化学性能。为了增强聚苯胺的接枝性能并且防止石墨烯团聚，通过对氨基苯甲酸的重氮化作用在石墨烯表面上引入成核位点。通过共轭键连接聚苯胺和石墨烯，可以加快电子的传输和减少界面电阻，同时可以提高复合材料的导电性能并且提高相应器件的电容性能。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法。本发明提供了一种新型的储能材料的制备方法，将氨基化的石墨烯通过化学氧化法接枝聚苯胺从而得到石墨烯接枝聚苯胺复合材料。
本发明所述一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法包括以下步骤：
a、羧基功能化氧化石墨烯的制备：称取0.1g对氨基苯甲酸溶解在4mL浓盐酸中，得到白色悬浮液，冷却至0℃并搅拌，然后逐滴加入3mL NaNO2的冰水溶液，得到对氨基苯甲酸和NaNO2的混合溶液并继续搅拌30min，将氧化石墨烯超声分散到10mL冰水中并缓慢加入到上述混合溶液中，然后在0℃下搅拌3h后升温至25℃，在25℃下继续搅拌，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到羧基功能化的氧化石墨烯；
b、酰胺化 石墨烯的制备：将步骤a中的羧基功能化氧化石墨烯加入到乙二醇中超声处理10min，然后加入氨水，得到羧基功能化氧化石墨烯分散液，将上述分散液转移到100mL 高压反应釜中，然后在180℃下反应10h后冷却，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到酰胺化 石墨烯；
c、石墨烯接枝聚苯胺的制备：将步骤b中的酰胺化 石墨烯加入到100mL 1M HCl中，冰浴搅拌下加入苯胺，得到酰胺化 石墨烯和苯胺的分散液，称量0.12g过硫酸铵溶于100mL 1M HCl中并加入到上述分散液中，冰浴下继续搅拌，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯接枝的聚苯胺。将所得的石墨烯接枝聚苯胺分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL该分散液滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以石墨烯接枝聚苯胺修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对石墨烯接枝聚苯胺进行恒电流充放电测试。
进一步，所述步骤a中NaNO2的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L，氧化石墨烯的质量为0.05～ 0.1g，25℃下搅拌时间为6～8h。
进一步，所述步骤b中羧基功能化氧化石墨烯的质量为0.1～0.2g，乙二醇的体积为40～ 50mL，氨水的体积为1～2mL。
进一步，所述步骤c中酰胺化 石墨烯的质量为80～120mg,苯胺的体积为0.15～0.2mL，冰浴下搅拌时间为9h。
本发明的有益效果是：石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法新颖独特。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为实施例一中制备的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的扫描电镜图；
图2为实施例一中制备的石墨烯接枝聚苯胺、对比例一中制备的石墨烯/聚苯胺、对比例二中制备的石墨烯和对比例三中制备的聚苯胺的恒电流充放电图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例一：
一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.1g对氨基苯甲酸溶解在4mL浓盐酸中，得到白色悬浮液，冷却至0℃并搅拌，然后逐滴加入3mL 0.24mol/L NaNO2的冰水溶液，得到对氨基苯甲酸和NaNO2的混合溶液并继续搅拌30min，将0.1g氧化石墨烯超声分散到10mL冰水中并缓慢加入到上述混合溶液中，然后在0℃下搅拌3h后升温至25℃，在25℃下继续搅拌6h，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到羧基功能化的氧化石墨烯。
(2)将0.15g步骤(1)中的羧基功能化的氧化石墨烯加入到40mL乙二醇中超声处理10min，然后加入1.5mL氨水，得到羧基功能化氧化石墨烯分散液，将上述分散液转移到100mL 高压反应釜中，然后在180℃下反应10h后冷却，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到酰胺化 石墨烯。
(3)将100mg步骤(2)中酰胺化 石墨烯加入到100mL 1M HCl中，冰浴搅拌下加入0.2mL苯胺，得到酰胺化 石墨烯和苯胺的分散液，称量0.12g过硫酸铵溶于100mL 1M HCl中后加入到上述分散液中，冰浴下继续搅拌9h，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯接枝的聚苯胺。如图1所示，石墨烯接枝聚苯胺显示一些扭曲的棒状结构的聚苯胺折叠缠结在一起，包覆在石墨烯外层。将所得的石墨烯接枝聚苯胺分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以石墨烯接枝聚苯胺修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对石墨烯接枝聚苯胺进行恒电流充放电测试。如图2，从石墨烯接枝聚苯胺的恒电流充放电测试图中可以读出放电时间，并结合公式(1)可以计算得到该石墨烯接枝聚苯胺修饰玻碳电极在电流密度为 1A/g时比电容为553F/g。
公式(1)中，Cs代表比电容，I代表电流，t为放电时间，m代表修饰在玻碳电极上的石墨烯接枝聚苯胺的质量，V代表电势窗口。
对比例一：
一种可用于电化学储能的石墨烯/聚苯胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.15g氧化石墨烯加入到40mL乙二醇中超声处理10min，然后加入1.5mL氨水，将上述溶液转移到100mL高压反应釜中，在180℃下反应10h，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯。
(2)将100mg步骤(1)中石墨烯加入到100mL 1M HCl中，冰浴搅拌下加入0.2mL苯胺，称量0.12g过硫酸铵溶于100mL 1M HCl中后加入到上述混合物中，冰浴下继续搅拌9h，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯/聚苯胺。将所得的石墨烯/聚苯胺分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以石墨烯/聚苯胺修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对石墨烯 /聚苯胺进行恒电流充放电测试。如图2，从石墨烯/聚苯胺的恒电流充放电测试图中可以读出放电时间，并结合公式(1)可以计算得到该石墨烯/聚苯胺修饰玻碳电极在电流密度为1A/g时比电容为426F/g。
对比例二：
一种可用于电化学储能的石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
将0.15g氧化石墨烯加入到40mL乙二醇中超声处理10min，然后加入1.5mL氨水，将上述溶液转移到100mL高压反应釜中，在180℃下反应10h，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯。将所得的石墨烯分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以石墨烯修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对石墨烯进行恒电流充放电测试。如图2，从恒电流充放电测试图中可以读出放电时间，并结合公式(1)可以计算得到该石墨烯修饰玻碳电极在电流密度为1A/g 时比电容为156F/g。
对比例三：
一种可用于电化学储能的聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：
将0.2mL苯胺单体加入到100mL 1M HCl中，在冰水浴下搅拌30min，得到苯胺溶液。将0.12g过硫酸铵溶于100mL 1M HCl缓慢加入到上述苯胺溶液，冰浴下搅拌9h。将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到聚苯胺。将所得的聚苯胺分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以聚苯胺修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对聚苯胺进行恒电流充放电测试。如图2，从聚苯胺的恒电流充放电测试图中可以读出放电时间，并结合公式(1)可以计算得到该聚苯胺修饰玻碳电极在电流密度为1A/g时比电容为342F/g。
Claims (4)
1.一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
a、羧基功能化氧化石墨烯的制备：称取0.1g对氨基苯甲酸溶解在4mL浓盐酸中，得到白色悬浮液，冷却至0℃并搅拌，然后逐滴加入3mL NaNO2的冰水溶液，得到对氨基苯甲酸和NaNO2的混合溶液并继续搅拌30min，将氧化石墨烯超声分散到10mL冰水中并缓慢加入到上述混合溶液中，然后在0℃下搅拌3h后升温至25℃，在25℃下继续搅拌，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到羧基功能化氧化石墨烯；
b、酰胺化石墨烯的制备：将步骤a中的羧基功能化氧化石墨烯加入到乙二醇中超声处理10min，然后加入氨水，得到羧基功能化氧化石墨烯分散液，将上述分散液转移到100mL高压反应釜中，然后在180℃下反应10h后冷却，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到酰胺化石墨烯；
c、石墨烯接枝聚苯胺的制备：将步骤b中的酰胺化石墨烯加入到100mL 1M HCl中，冰浴搅拌下加入苯胺，得到酰胺化石墨烯和苯胺的分散液，称量0.12g过硫酸铵溶于100mL 1MHCl中并加入到上述分散液中，冰浴下继续搅拌，将生成物用去离子水洗涤、过滤、并在-42℃下冷冻干燥24h，得到石墨烯接枝聚苯胺；将所得的石墨烯接枝聚苯胺分散到超纯水中，得到2mg/mL的分散液，用移液枪移取10μL该分散液滴涂于玻碳电极的表面并用红外灯烘干，然后以石墨烯接枝聚苯胺修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，1mol/L的H2SO4为电解液，通过电化学工作站对石墨烯接枝聚苯胺进行恒电流充放电测试。
2.根据权利要求1所述一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤a中NaNO2的摩尔浓度为0.2～0.3mol/L，氧化石墨烯的质量为0.05～0.1g，25℃下搅拌时间为6～8h。
3.根据权利要求1所述一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤b中羧基功能化氧化石墨烯质量为0.1～0.2g，乙二醇的体积为40～50mL，氨水为1～2mL。
4.根据权利要求1所述一种可用于电化学储能的石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤c中酰胺化石墨烯的质量为80～120mg,苯胺的体积为0.15～0.2mL，冰浴下搅拌时间为9h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810333284.4A CN108530643B (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810333284.4A CN108530643B (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108530643A CN108530643A (zh) | 2018-09-14 |
| CN108530643B true CN108530643B (zh) | 2019-10-11 |
Family
ID=63480081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810333284.4A Active CN108530643B (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108530643B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109456478B (zh) * | 2018-10-22 | 2021-04-02 | 东华大学 | 一种石墨烯/聚苯胺二元吸波材料的制备方法 |
| CN110734727A (zh) * | 2018-10-23 | 2020-01-31 | 嘉兴学院 | 一种聚苯胺改性鳞片状碳粉的导电胶的制备方法 |
| CN110289176B (zh) * | 2019-02-25 | 2021-07-02 | 常州大学 | 一种可用于电化学储能的聚苯胺接枝还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合材料的制备方法 |
| CN113593931B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-04-01 | 燕山大学 | 一种超级电容器电极材料NiCoMn-LDH/功能化石墨烯的制备方法 |
| CN114220670B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-09-12 | 福州大学 | 一种非共价杂化mof石墨烯气凝胶/钼电容器电极材料的制备方法 |
| 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 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104064363A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种3d花瓣状石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料及其制备方法 |
| CN104445155A (zh) * | 2013-09-17 | 2015-03-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种羧基功能化的石墨烯材料及其制备方法 |
| CN104910378A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-16 | 浙江理工大学 | 一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备方法 |
| CN105860064A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-17 | 西北师范大学 | 一种聚苯胺/羧基化石墨烯复合材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-04-13 CN CN201810333284.4A patent/CN108530643B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104445155A (zh) * | 2013-09-17 | 2015-03-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种羧基功能化的石墨烯材料及其制备方法 |
| CN104064363A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-24 | 东华大学 | 一种3d花瓣状石墨烯-聚苯胺超级电容器电极材料及其制备方法 |
| CN104910378A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-16 | 浙江理工大学 | 一种聚苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备方法 |
| CN105860064A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-17 | 西北师范大学 | 一种聚苯胺/羧基化石墨烯复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 羧基化石墨烯基导电聚吡咯复合材料的超电容性能;李娜;《应用化学》;20130331;第30卷(第3期);正文第355页第1.3-1.4节 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108530643A (zh) | 2018-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108530643B (zh) | 一种石墨烯接枝聚苯胺复合材料的制备方法 | |
| CN102492296B (zh) | 一种水分散聚苯胺/石墨烯复合材料的合成方法 | |
| CN105597791B (zh) | 一种硒化钼/多孔碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN101418122B (zh) | 一种制备聚吡咯/凹凸棒土纳米导电复合材料的方法 | |
| CN105000548A (zh) | 一种新型三维氮掺杂石墨烯复合材料体系的制备方法 | |
| CN105845453B (zh) | 一种基于聚离子液体的氮掺杂多孔结构碳材料及其制备方法 | |
| CN104064363B (zh) | 一种3d花瓣状石墨烯‑聚苯胺超级电容器电极材料及其制备方法 | |
| CN108461306A (zh) | 一种多层级n掺杂碳纳米棒复合材料及其制备方法 | |
| CN107256956A (zh) | 一种氮掺杂碳包覆氮化钒电极材料及其制备方法与应用 | |
| CN108562627B (zh) | 一种基于手性共价有机骨架化合物的电化学传感器 | |
| CN104817075A (zh) | 一种高度分散的氧化石墨烯纳米带液的制备方法 | |
| CN110415992A (zh) | 一种多孔结构的氮、硫掺杂碳材料制备方法及其应用 | |
| CN106847523A (zh) | 一种柔性超级电容器电极材料及其应用 | |
| CN108950736A (zh) | 纳米多孔碳纤维及其制备方法 | |
| CN104934236A (zh) | 一种电活性分子接枝石墨烯掺杂导电聚合物电极材料的制备方法 | |
| CN106847530A (zh) | 一种镍钴基－碳纳米管复合电极材料及其制备方法 | |
| CN102532894B (zh) | 一种氧化石墨/聚吡咯复合材料的制备方法 | |
| CN105931855A (zh) | 氮硫共掺杂碳-聚苯胺复合材料的合成及应用于超级电容器 | |
| CN102916120A (zh) | 一种聚席夫碱与无机复合热电材料及其制备方法 | |
| CN109354131A (zh) | 一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法 | |
| CN109003826A (zh) | N和s双掺杂石墨烯-石墨烯纳米带气凝胶的制备方法 | |
| CN106893084A (zh) | 一种分散剂作模板原位聚合制备导电聚合物的方法 | |
| CN102532539A (zh) | 一种一维导电聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料的制备方法 | |
| CN106384832A (zh) | 一种具备高效电催化氧还原性能的ZnO‑CuO/rGO复合材料 | |
| CN111377430B (zh) | 一种氮掺杂碳纳米材料及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240108 Address after: 710000 Factory Building 5, South Zone 1, Hongshengxing Aviation Technology Industrial Park, Dunhua Road, Airport New City, Xixian New District, Xi'an City, Shaanxi Province Patentee after: Xi'an Meinan Biotechnology Co.,Ltd. Address before: Gehu Lake Road Wujin District 213164 Jiangsu city of Changzhou province No. 1 Patentee before: CHANGZHOU University |