[发明专利]一种气泡模板法制备多孔石墨烯电极材料的方法及其应用

权利要求书

1.一种气泡模板法制备多孔石墨烯电极材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

1) 采用Hummers法制备氧化石墨烯溶液，分别经过酸洗、水洗，将此溶液置于透析袋中透析一周，达到中性后，冷冻干燥处理，得到氧化石墨烯粉末；

2) 配制氧化石墨烯溶液，将其超声，并加入十二烷基苯磺酸钠和浓硫酸，搅拌使其混合均匀，得到混合溶液；

3) 将该混合溶液作为电解液，连接电化学装置，选择恒电位电化学技术，采用三电极体系，以导电基片作为工作电极，铂片电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，控制电压和时间，使得电极表面产生气泡，并以此作为氧化石墨烯还原沉积在导电基片上的模板，从而得到多孔石墨烯电极材料；

4）将所得石墨烯多孔电极置于蒸馏水中，浸泡除去杂质‘经冷冻干燥，获得干燥的石墨烯多孔电极。

2.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤1) 所述的Hummers法制备氧化石墨烯溶液具体包括以下步骤：

在冰水浴和搅拌条件下，依次将浓硫酸、石墨粉和硝酸钠加入到烧杯中；待搅拌均匀后，缓慢加入高锰酸钾，并在冰浴中继续搅拌；接着，将反应温度升高至35oC，并在此温度下反应；然后，先加入150mL去离子水，再将体系温度升高至90oC，继续剧烈搅拌；待反应完成后，在搅拌条件下依次加入去离子水和体积百分比为30%的过氧化氢；将上述生成物置于离心管中，依次用体积比1:10稀盐酸水溶液和去离子水离心洗涤；待离心完成后，将固体通过超声溶解在去离子水中，随后转移到透析袋中透析去除残余的金属离子和酸，直至溶液为中性；最后将透析后的反应物，通过4000转/min离心，丢弃底层未完全氧化的石墨，得到GO胶体水溶液，通过冷冻干燥处理，获得氧化石墨烯粉末。

3.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤 2)中，氧化石墨烯的浓度为1-5mg/mL。

4.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤2)中，十二烷基苯磺酸钠的浓度为50mM-400mM。

5.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤2) 中，加入50μM浓硫酸

如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤 3) 中，电化学沉积的电压为-0.8V~-1.2V。

6.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤 3) 中，电化学沉积的时间为10s-90s。

7.如权利要求1所述气泡模板制备多孔石墨烯电极的方法，其特征在于：步骤 3) 中，导电基片为金片、铂片、钛片、铜丝、导电的石墨烯薄膜或导电碳纸。

8.如权利要求1所述气泡模板法制备的多孔石墨烯电极在超级电容器的应用，其特征在于改变扫速从50mV/s—5000mV/s，改变电流密度从0.5mA/cm²—5mA/cm²，检测石墨烯多孔材料的电容性能。