[发明专利]一种立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料的制备及应用在审
| 申请号： | 201811238475.9 | 申请日： | 2018-10-23 |
| 公开（公告）号： | CN109243845A | 公开（公告）日： | 2019-01-18 |
| 发明（设计）人： | 邹勇进;张玺;向翠丽;孙立贤;徐芬;江雯;黄超凡;黄伟权;覃耀毅 | 申请（专利权）人： | 桂林电子科技大学 |
| 主分类号： | H01G11/24 | 分类号： | H01G11/24;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/86 |
| 代理公司： | 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 | 代理人： | 杨雪梅 |
| 地址： | 541004 广西*** | 国省代码： | 广西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 石墨烯 多孔碳复合材料 立方晶 制备 掺杂 聚多巴胺 三羟甲基氨基甲烷 应用 超级电容器电极 电化学特性 化学稳定性 硝酸钴溶液 盐酸多巴胺 氧化石墨烯 表面修饰 高温煅烧 缓冲溶液 聚乙二醇 氧化基团 比电容 充放电 分散性 混合物 水热法 碳化法 放电 热法 修饰 洗涤 过滤 还原 溶解 | ||
1.一种立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1）聚多巴胺-氧化石墨烯的制备：将一定质量的氧化石墨烯分散到盐酸多巴胺的水溶液中，然后加入三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，调节pH 值，在室温下磁力搅拌一定时间，得到聚多巴胺-氧化石墨烯混合溶液，记为M；
2）聚多巴胺-氧化石墨烯-硝酸钴的制备：将一定质量的聚乙二醇6000、六水合硝酸钴溶于水中，搅拌，记为溶液N，然后将N溶液和M溶液混合，得到聚多巴胺-氧化石墨烯-硝酸钴；
3）将步骤2）得到的聚多巴胺-氧化石墨烯-硝酸钴，在一定条件下水热反应，然后过滤、洗涤、干燥得到黑色固体粉末；
4）将步骤3）得到黑色固体粉末，在空气条件下，一定温度下煅烧处理，即可得到立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料。
2.根据权利要求1所述的立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）所述盐酸多巴胺、氧化石墨烯、水的质量比为：盐酸多巴胺︰氧化石墨烯︰水=0.5︰0.1-0.5︰100，所述的pH范围为7-10。
3.根据权利要求1所述的立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）所述聚乙二醇6000、六水合硝酸钴、水的质量比为：聚乙二醇6000︰六水合硝酸钴︰水=0.05-0.1︰1.5︰100。
4.根据权利要求1所述的立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：步骤4）所述的煅烧，是在空气条件下，以升温速率5-10℃/min，升温至250-300℃进行煅烧，然后保温2-3h。
5.根据权利要求1-4任一项制备方法制备的立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料，其特征在于：制备的石墨烯多孔碳是氮掺杂的多孔碳，Co3O4以立方晶的形式负载到石墨烯上，其颗粒大小10-20 nm。
6.根据权利要求1-4任一项制备方法制备的立方晶Co3O4掺杂石墨烯多孔碳复合材料在超级电容器电极材料中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：在-0.1-0.4V范围内充放电，在放电电流密度为1A/g时，比电容可以达到600-1000 F/g。
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