[发明专利]一种聚苯胺/活性炭复合材料的制备方法及测试方法

说明书

本发明公开聚苯胺/活性炭复合材料的制备方法，将铅笔芯浸泡于活性炭水分散液、活性炭石蜡分散液，烘干后缠绕导电铜丝制成活性炭‑铅笔芯电极；采用三电极体系，将活性炭‑铅笔芯电极作为工作电极，通电进行循环扫描，活性炭‑铅笔芯电极表面即形成聚苯胺/活性炭复合材料膜。本发明公开聚苯胺/活性炭复合材料的测试方法，采用三电极体系，将活性炭‑铅笔芯电极作为工作电极置于H₂SO₄溶液中，通电扫描得到循环伏安曲线；在不同频率测试阻抗谱，计算阻抗值。本发明采用电化学法制备聚苯胺/活性炭复合材料，反应条件易于控制，步骤简单，制备的产物无需分离提纯，且一步完成了对聚苯胺的掺杂，改善了聚苯胺的电化学性能。

技术领域

本发明属于导电材料制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺/活性炭复合材料的制备方法，还涉及对制备的聚苯胺/活性炭复合材料的测试方法。

背景技术

聚苯胺(PANI)是一种合成简单、介电常数大、伏安性能好、重量轻、化学稳定性好、储存电量能力强、力学性能及掺杂特性优良的一种常用导电聚合物。活性炭(AC)作为碳质吸附材料因其表面积大、重量轻、成本低、化学稳定性好、吸附性能、导电性能好，已被广泛用于电化学储能器件的制备和煤化工、制药等废水的吸附处理。

如果将活性炭掺杂在聚苯胺中可以进一步提高聚苯胺的电性能，但是现有技术并未公开PANI/AC的相关制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚苯胺/活性炭复合材料的制备方法，改善了聚苯胺的电化学性能。

本发明的目的还在于提供一种上述聚苯胺/活性炭复合材料的测试方法。

本发明所采用的一种技术方案是：一种聚苯胺/活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：

对活性炭粉末进行改性预处理；

将改性后的活性炭粉末分别加入蒸馏水和熔融石蜡溶液中分散处理得到活性炭水分散液和活性炭石蜡分散液，将铅笔芯浸泡于所述活性炭水分散液、烘干后，再浸泡于活性炭石蜡分散液，烘干后得到活性炭-铅笔芯，然后将导电丝缠绕于所述活性炭-铅笔芯制成活性炭-铅笔芯电极；

采用三电极体系，将饱和甘汞电极作为参比电极、铂电极作辅助电极、所述活性炭-铅笔芯电极作为工作电极与电化学工作站进行连接形成欧姆回路后，将所述三电极体系置于电解液中，通电进行循环扫描，所述活性炭-铅笔芯电极表面形成聚苯胺/活性炭复合材料膜，断电后对所述聚苯胺/活性炭复合材料膜进行冲洗、烘干即得所述聚苯胺/活性炭复合材料。

进一步的，对所述活性炭粉末进行改性预处理具体为：将所述活性炭置于酸性溶液中浸泡，然后清洗至中性并进行干燥处理。

进一步的，将铅笔芯浸泡于所述活性炭水分散液之前，还包括对所述铅笔芯的预处理步骤：

将铅笔芯首先在硝酸水溶液中浸泡一段时间，取出晾干后再浸入无水乙醇溶液中浸泡一段时间，取出晾干后再在蒸馏水中浸泡一端时间，晾干。

进一步的，按照每10ml蒸馏水中加入25-100mg改性后的活性炭粉末的比例，将改性后的活性炭粉末加入蒸馏水中进行超声分散处理，得到均匀的活性炭水分散液；按照每10ml熔融石蜡溶液中加入25-100mg改性后的活性炭粉末的比例，将改性后的活性炭粉末加入熔融石蜡溶液中进行超声分散分离，得到均匀的活性炭石蜡分散液。

进一步的，所述电解液溶液为含有苯胺、H₂SO₄以及KCl的混合溶液，其中，苯胺浓度为0.1～0.5mol/L，H₂SO₄浓度为0.1～0.5mol/L，KCl浓度为0.1～0.4mol/L。

进一步的，将所述三电极体系置于电解液中，通电进行循环扫描之前，还包括向所述电解液溶液中通入氮气的步骤。