[发明专利]胺基功能化石墨烯量子点/碳纳米管/碳布三维柔性电极的制备方法有效
申请号: | 201610752221.3 | 申请日: | 2016-08-29 |
公开(公告)号: | CN106653384B | 公开(公告)日: | 2019-11-19 |
发明(设计)人: | 李珍;李艳峰;刘翔;曹玲;卜凡;姚伟伟;潘登余 | 申请(专利权)人: | 上海大学 |
主分类号: | H01G11/32 | 分类号: | H01G11/32;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/86 |
代理公司: | 31205 上海上大专利事务所(普通合伙) | 代理人: | 顾勇华<国际申请>=<国际公布>=<进入 |
地址: | 200444*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 胺基 功能 化石 量子 纳米 三维 柔性 电极 制备 方法 | ||
1.一种胺基功能化石墨烯量子点/碳纳米管/碳布三维柔性电极的制备方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:
a.搅拌下,将芘缓慢加入浓硝酸,回流反应15~35 h,冷却,过滤,将洗涤后的菊黄色固体在蒸馏水中超声分散2~3 h,得到质量分数为0.5 %~3.0 %的前驱物1,3,6 三硝基芘溶液,所述的芘与浓硝酸的质量体积比为(1~2) g: (50~80) mL;
b.搅拌下,将步骤a所得前驱物溶液加入氨水溶液,200~300 ℃条件下保温10~20 h,冷却过滤,得到胺基功能化的石墨烯量子点溶液;所述的前驱物溶液和氨水溶液的体积比为:(10~20) mL :(1~2) mL;利用电沉积的方法,以碳纳米管/碳布复合材料作为正极,铂丝作为负极,步骤b所得的胺基功能化的石墨烯量子点溶液作为电解质,在电压为1~4 V的条件下沉积2~3 h;用去离子水清洗,烘干,即可得到胺基功能化石墨烯量子点-碳纳米管/碳布三维电极;该三维柔性电极的结构是以网状结构的导电碳布为支撑、以碳纳米管为网络支架、负载胺基功能化石墨烯量子点,形成三维空间结构的胺基功能化石墨烯量子点/碳纳米管/碳布柔性电极;所述石墨烯量子点的厚度为4-5 nm,碳纳米管长度为100-200 nm并且直径为20-30 nm,使石墨烯量子点进入碳纳米管的内部,并且石墨烯量子点还负载在碳纳米管上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述芘的结构式为:看作四个苯环连起来的石墨烯分子,分子式为C16H10。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的碳纳米管/碳布的制备方法为:
a. 将硝酸镍六水化合物溶解在无水酒精和乙二醇按1:1的体积比的混合溶液中,配制成浓度为0.5 mol/L~1 mol/L的硝酸镍溶液;然后将预处理后的碳布沉浸到硝酸镍溶液,浸泡1-2 h来吸收镍盐;
b. 将乙醇和乙二醇按1:4~1:5的体积比混合后放在管式炉中的低温区做碳源,将上述步骤a所得的吸收镍盐的碳布放在高温区内;在惰性气体保护下,以30~40 ℃/min的速率升温至700~800 ℃,维持20~40 min,自然冷却至室温,用去离子水清洗,即得到碳纳米管/碳布复合材料。
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