CN110706936A - 一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷钼氧化物超级电容器材料技术领域,且公开了一种聚吡咯‑磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,包括以下配方原料:磷钼酸、1,3,6,8‑四(4‑羧基苯)芘、硝酸钴六水合物、吡咯,引发剂。该一种聚吡咯‑磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,钴掺杂磷钼氧化物具有稳定正八面锥形结构,提高了磷钼氧化物的电化学稳定性,钴掺杂磷钼氧化物具有良好的电导率和导电性,促进了电荷在电解质和超级电容器之间的传输和迁移,大幅增加了超级电容器的双层电容和赝电容量,聚吡咯具有优异的导电性,在磷钼氧化物的表面形成的导电网络提供了活性位点,促进了磷钼氧化物与电解质之间的电荷传输,提高了超级电容器的电容量和能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及磷钼氧化物超级电容器材料技术领域,具体为一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法。
背景技术
超级电容器是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置,同时具有电容器快速充放电的特性和电池的储能特性,超级电容器在电极与电解质之间形成的双层界面,以此来存储电能和化学能,当电极与电解液接触时,在库仑力和分子间作用力的作用下,使固液界面出现稳定和电流相反的双层电荷,双电层电容器根据电极材料的不同,可以分为碳电极超级电容器、有机聚合物电极超级电容器和金属氧化物超级电容器。
超级电容器通过双电层和氧化还原假电容电荷来储存电能,当外加电压添加到超级电容器上时,极板的正负电极开始存储电荷,电解液与电极间的界面上就会形成相反的正负电荷,正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以极短的间隙排列在相反的位置上,因此电容量非常大,超级电容器的特点主要体现在:功率密度高、循环寿命长、电化学性能、绿色环保等优点,超级电容器可以广泛应用于备用电源、存储再生能量、替代电源等材料中,在交通运输领域、新能源领域、电子领域、电动工具等方面具有非常广阔的发展前景。
但是目前的有机聚合物电极超级电容器电容量较小,并且基体的电化学性能不稳定,导致超级电容器的倍率性能和循环稳定性较差,而金属氧化物超级电容器大多使用贵金属及其氧化物,如Ru,Pt等,这些贵金属获取困难,价格昂贵,大大增加了金属氧化物超级电容器的成本,而非贵金属氧化物如锰氧化物,钴氧化物超级电容器的导电性能较差,抑制了电荷在超级电容器和电解质之间的迁移和传输,降低了超级电容器的比容量和能量密度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,解决目前有机聚合物电极超级电容器电容量较小,并且基体的电化学性能不稳定,导致超级电容器的倍率性能和循环稳定性较差的问题,同时又解决了贵金属氧化物超级电容器成本很高,非贵金属氧化物超级电容器的导电性能较差,比容量和能量密度较低的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,包括以下按重量份数计的配方原料:35-40份磷钼酸、17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘、22-26份硝酸钴六水合物、13-25.5份吡咯,0.5-1份引发剂,制法包括以及以下实验药品:蒸馏水、乙二醇、无水乙醇、稀氢氧化钠溶液。
优选的,所述磷钼酸中H3PO4·12MoO3质量分数≥95%。
优选的,所述硝酸钴六水合物中Co(NO3)2·6H2O质量分数≥98%。
优选的,所述稀氢氧化钠溶液质量分数为3-8%。
优选的,所述引发剂为过硫酸胺。
优选的,所述一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料制备方法包括以下步骤:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入200-500mL蒸馏水和35-40份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入400-800mL乙二醇和17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至140-150℃,匀速搅拌反应5-8h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至55-65℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取22-26份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为60-100rpm,自转速率为620-650rpm,球磨3-5h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入90-95%的N2和5-10%的O2,升温速率为10℃/min,加热至720-740℃保持温度煅烧6-10h,并在720-740℃下进行退火2-3h,依次使用100-150mL质量分数为3-8%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入250-600mL无水乙醇和200-500mL蒸馏水,再依次加入13-25.5份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料,再加入0.5-1份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至80-90℃,匀速搅拌反应24-30h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:
1、该一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,使用钴-磷钼氧化物作为超级电容器的主体材料,钴掺杂磷钼氧化物具有良好的电导率和导电性,增强了电池充放电过程中,电荷在电解质和超级电容器之间的传输和迁移速率,降低了其交流阻抗,在电流密度为1A/G时,交流阻抗仅为2.4-3.1,而比电容量达到了815.7-826.3F/G,能量密度达到46.5-47.7Wh/kg,大幅增加了超级电容器的双层电容和赝电容量,通过1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40,煅烧形成的钴掺杂磷钼氧化物具有稳定正八面锥形结构,提高了磷钼氧化物的电化学稳定性,避免了磷钼氧化物在充放电过程中由于电荷和金属离子的迁移引起微量应变,而导致自身体积膨胀或坍塌,提高了超级电容器的循环稳定性和使用寿命。
2、该一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,通过加入原位法制备聚吡咯包覆磷钼氧化物,聚吡咯具有优异的导电性,在磷钼氧化物的表面形成的导电网络,并且聚吡咯分子之间具有大量的孔隙,可以为电荷和金属离子提供扩散通道,同时避免了磷钼氧化物与电解质的直接接触,避免了磷钼氧化物失去电化学性能的问题,大幅增强了超级电容器的倍率性能和电化学循环稳定性,当超级电容器进行5000次充放电过程后,其电容保持率为91.6-92.6%,聚吡咯形成的导电网络也提供了大量的活性位点,促进了磷钼氧化物与电解质之间的电荷传输,提高了超级电容器的电容量和能量密度。
具体实施方式
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,包括以下按重量份数计的配方原料:35-40份磷钼酸、17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘、22-26份硝酸钴六水合物、13-25.5份吡咯,0.5-1份引发剂,制法包括以及以下实验药品:蒸馏水、乙二醇、无水乙醇、稀氢氧化钠溶液,磷钼酸中H3PO4·12MoO3质量分数≥95%,1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘分子式为C44H28O8,结构式为硝酸钴六水合物中Co(NO3)2·6H2O质量分数≥98%,稀氢氧化钠溶液质量分数为3-8%,引发剂为过硫酸胺。
一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料制备方法包括以下步骤:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入200-500mL蒸馏水和35-40份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入400-800mL乙二醇和17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至140-150℃,匀速搅拌反应5-8h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至55-65℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取22-26份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为60-100rpm,自转速率为620-650rpm,球磨3-5h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入90-95%的N2和5-10%的O2,升温速率为10℃/min,加热至720-740℃保持温度煅烧6-10h,并在720-740℃下进行退火2-3h,依次使用100-150mL质量分数为3-8%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入250-600mL无水乙醇和200-500mL蒸馏水,再依次加入13-25.5份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料,再加入0.5-1份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至80-90℃,匀速搅拌反应24-30h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料。
实施例1:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入200mL蒸馏水和35份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入400mL乙二醇和17份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至140℃,匀速搅拌反应5h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至55℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分1。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取22份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分1加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为60rpm,自转速率为620rpm,球磨3h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入90%的N2和10%的O2,升温速率为10℃/min,加热至720℃保持温度煅烧6h,并在720℃下进行退火2h,依次使用100mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料组分1。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入250mL无水乙醇和200mL蒸馏水,再依次加入25.5份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料组分1,再加入0.5份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至80℃,匀速搅拌反应24h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料1。
实施例2:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入300mL蒸馏水和36份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入600mL乙二醇和18份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至140℃,匀速搅拌反应5h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至55℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分2。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取23份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分2加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为80rpm,自转速率为630rpm,球磨3h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入90%的N2和10%的O2,升温速率为10℃/min,加热至730℃保持温度煅烧8h,并在730℃下进行退火2h,依次使用100mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料组分2。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入400mL无水乙醇和300mL蒸馏水,再依次加入22.4份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料组分2,再加入0.6份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至80℃,匀速搅拌反应27h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料2。
实施例3:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入300mL蒸馏水和37份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入600mL乙二醇和19份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至145℃,匀速搅拌反应6h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至60℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分3。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取24份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分3加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为80rpm,自转速率为630rpm,球磨4h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入92%的N2和8%的O2,升温速率为10℃/min,加热至730℃保持温度煅烧8h,并在730℃下进行退火3h,依次使用150mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料组分3。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入400mL无水乙醇和300mL蒸馏水,再依次加入19.3份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料组分3,再加入0.7份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至90℃,匀速搅拌反应27h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料3。
实施例4:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入300mL蒸馏水和38份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入600mL乙二醇和19份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至150℃,匀速搅拌反应8h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至65℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分4。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取25份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分4加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为100rpm,自转速率为650rpm,球磨5h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入95%的N2和5%的O2,升温速率为10℃/min,加热至740℃保持温度煅烧8h,并在730℃下进行退火3h,依次使用150mL质量分数为8%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料组分4。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入400mL无水乙醇和300mL蒸馏水,再依次加入17.2份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料组分4,再加入0.8份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至90℃,匀速搅拌反应30h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料4。
实施例5:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入500mL蒸馏水和40份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入800mL乙二醇和20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至150℃,匀速搅拌反应8h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至65℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分5。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取26份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料组分5加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为100rpm,自转速率为650rpm,球磨5h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入95%的N2和5%的O2,升温速率为10℃/min,加热至740℃保持温度煅烧10h,并在740℃下进行退火3h,依次使用150mL质量分数为%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料组分5。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入600mL无水乙醇和500mL蒸馏水,再依次加入13份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料组分5,再加入1份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至90℃,匀速搅拌反应30h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料5。
分别将实施例1-5与适量的聚乙烯醇溶解在N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀,分别均匀地涂抹在石墨电极表面,通过干燥制备成电极,并通过循环伏安法和恒电流法对实施例1-5进行电化学性能测试和循环稳定性测试如表1-2所示。
表1实施例1-5交流阻抗和电容量测试:
表2实施例1-5电化学循环稳定性及电容保持率测试
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
循环充放电次数 | 5000 | 5000 | 5000 | 5000 | 5000 |
电容保持率/% | 92.1 | 91.6 | 91.8 | 92.4 | 92.6 |
综上所述,该一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,使用钴-磷钼氧化物作为超级电容器的主体材料,钴掺杂磷钼氧化物具有良好的电导率和导电性,增强了电池充放电过程中,电荷在电解质和超级电容器之间的传输和迁移速率,降低了其交流阻抗,在电流密度为1A/G时,交流阻抗仅为2.4-3.1,而比电容量达到了815.7-826.3F/G,能量密度达到46.5-47.7Wh/kg,大幅增加了超级电容器的双层电容和赝电容量,通过1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40,煅烧形成的钴掺杂磷钼氧化物具有稳定正八面锥形结构,提高了磷钼氧化物的电化学稳定性,避免了磷钼氧化物在充放电过程中由于电荷和金属离子的迁移引起微量应变,而导致自身体积膨胀或坍塌,提高了超级电容器的循环稳定性和使用寿命。
该一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,通过加入原位法制备聚吡咯包覆磷钼氧化物,聚吡咯具有优异的导电性,在磷钼氧化物的表面形成的导电网络,并且聚吡咯分子之间具有大量的孔隙,可以为电荷和金属离子提供扩散通道,同时避免了磷钼氧化物与电解质的直接接触,避免了磷钼氧化物失去电化学性能的问题,大幅增强了超级电容器的倍率性能和电化学循环稳定性,当超级电容器进行5000次充放电过程后,其电容保持率为91.6-92.6%,聚吡咯形成的导电网络也提供了大量的活性位点,促进了磷钼氧化物与电解质之间的电荷传输,提高了超级电容器的电容量和能量密度。
Claims (7)
1.一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,包括以下按重量份数计的配方原料,其特征在于:35-40份磷钼酸、17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘、22-26份硝酸钴六水合物、13-25.5份吡咯,0.5-1份引发剂,制法包括以及以下实验药品:蒸馏水、乙二醇、无水乙醇、稀氢氧化钠溶液。
2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,其特征在于:所述磷钼酸中H3PO4·12MoO3质量分数≥95%。
4.根据权利要求1所述的一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,其特征在于:所述硝酸钴六水合物中Co(NO3)2·6H2O质量分数≥98%。
5.根据权利要求3所述的一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,其特征在于:所述稀氢氧化钠溶液质量分数为3-8%。
6.根据权利要求3所述的一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,其特征在于:所述引发剂为过硫酸胺。
7.根据权利要求5所述的一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料及其制法,其特征在于:所述一种聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料制备方法包括以下步骤:
(1)制备1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料:依次向水热自动反应釜中加入200-500mL蒸馏水和35-40份磷钼酸均匀搅拌至固体溶解,再加入400-800mL乙二醇和17-20份1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘,将反应釜温度加热至140-150℃,匀速搅拌反应5-8h,反应结束后将物料冷却至室温,过滤除去溶剂得到固体产物,依次使用适量的蒸馏水无水乙醇洗涤完全除去反应杂质,并置于鼓风干燥箱中加热至55-65℃干燥,得到1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料。
(2)制备Co-P3MoO6-C复合材料:称取22-26份硝酸钴六水合物和上述步骤(1)制得的1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘修饰PMo12O40-MOFs材料加入立式半圆形行星式球磨机中,公转速率为60-100rpm,自转速率为620-650rpm,球磨3-5h,直至混合物料全部通过600目网筛,将球磨好的物料置于气氛电阻炉中并通入90-95%的N2和5-10%的O2,升温速率为10℃/min,加热至720-740℃保持温度煅烧6-10h,并在720-740℃下进行退火2-3h,依次使用100-150mL质量分数为3-8%的氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤煅烧产物,并置于鼓风干燥箱中加热干燥水分,得到Co-P3MoO6-C复合材料。
(3)原位法制备聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料:向水热自动反应釜加入250-600mL无水乙醇和200-500mL蒸馏水,再依次加入13-25.5份吡咯和上述步骤(2)制得的Co-P3MoO6-C复合材料,再加入0.5-1份引发剂过硫酸胺,将自动反应釜升温至80-90℃,匀速搅拌反应24-30h,反应结束后将物料冷却至室温过滤除去溶剂,并依次使用适量的无水乙醇和蒸馏水洗涤固体产物,并置于鼓风干燥箱中充分干燥水分,得到聚吡咯负载Co-P3MoO6-C的聚吡咯-磷钼氧化物超级电容器材料。
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Effective date of registration: 20210401 Address after: 312000 Qian Mei Village, Qian Qing town, Keqiao District, Shaoxing, Zhejiang Applicant after: Shaoxing Ziang New Materials Co.,Ltd. Address before: 226300 No.79, Tongyang South Road, Pingchao Town, Tongzhou District, Nantong City, Jiangsu Province Applicant before: Chen Feng |
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