[发明专利]聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料及制备方法，其赋予棉纤维良好的导电性、高电容量、高循环性。本发明包括如下步骤：步骤一：以银纳米线、棉织物为原料，通过浸渍法并控制浸渍的次数，得到高导电的银纳米线/棉纤维；步骤二：采用质量百分比为1％‑5％的γ―(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH‑560对银纳米线/棉纤维进行改性，控制环氧基的接枝率，得到环氧基银纳米线/棉纤维；步骤三：以0.500‑3.500质量份的苯胺、22.5质量份的过硫酸铵、1.250‑8.750质量份的盐酸、环氧基银纳米线/棉纤维为原料，通过原位聚合法，得到聚苯胺/银纳米线棉纤维柔性电容器电极材料。

技术领域：

本发明涉及一种纤维基电极材料及制备方法，尤其是涉及一种聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料及制备方法。

背景技术：

纺织纤维具有足够的韧性和强度，廉价易得，应用广泛，是高性能电容器基板的理想选择。纤维基高性能电容器是一种构建在纺织或纤维表面的高性能电容器，不仅具有充放电快、轻便灵活的优点，还可用于制备柔性可穿戴储能装置，同时可以进一步拓展智能纺织品的应用范围。

纳米银具有优良的导电性，在电化学反应中常被用作透明电极。随着纳米尺度的减小，一维银纳米线(AgNWs)不仅具有独特的物理化学性质、规整的形貌、高纵横比和稳定的性能，而且具有良好的导电性、导热性、高柔韧性和高机械强度。将其应用于织物整理时，其互连的导电网络可以赋予织物优异的导电性和柔韧性。同时，银纳米线具有较高的形貌特征，可以作为模板来提高电化学性能，促进电子的有效转移。

聚苯胺(PANI)具有高导电性、高电容性、高稳定性、低成本、电荷转移掺杂和质子化可逆控制等优异性能。但PANI的结构在氧化还原反应中容易被破坏，其循环中性能低于起始时，循环稳定性受到限制。研究人员经常使用导电材料与聚苯胺复合，导电材料被用作稳定聚苯胺的载体，改善聚苯胺的分散性，提高其循环寿命。同时，通过与导电材料的协同配合，使电极具有较高的导电性。

目前还没有将聚苯胺与银纳米线棉纤维结合制备容器电极材料的先例。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料及制备方法，其赋予棉纤维良好的导电性、高电容量、高循环性，同时又可以避免铬鞣剂的使用所造成的环境污染和铬资源的浪费问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料，其特征在于：采用以下原料制成：1长度单位×1长度单位的棉织物；0.5mol/L银纳米线溶液；质量百分比1％-5％的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-560；1质量份的NaCl；0.500-3.500质量份的苯胺；22.5质量份的过硫酸铵；1.250-8.750质量份的盐酸；去离子水。

一种聚苯胺/银纳米线棉纤维电容器电极材料的制备方法，其特征在于：由以下步骤实现：

步骤一：以银纳米线、棉织物为原料，通过浸渍法并控制浸渍的次数，得到高导电的银纳米线/棉纤维；

步骤二：采用质量百分比为1％-5％的γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-560对银纳米线/棉纤维进行改性，控制环氧基的接枝率，得到环氧基银纳米线/棉纤维；

步骤三：以0.500-3.500质量份的苯胺、22.5质量份的过硫酸铵、1.250-8.750质量份的盐酸、环氧基银纳米线/棉纤维为原料，通过原位聚合法，得到聚苯胺/银纳米线棉纤维柔性电容器电极材料。

由以下具体步骤实现：

步骤一：将1cm×1cm大小的棉织物浸渍在0.5mol/L银纳米线溶液中，一次浸渍时长为1min，通过控制浸渍的次数并在80℃烘干后，得到不同银纳米线负载量的棉织物；