[发明专利]一种聚吡咯包覆Zn-Co-S针簇状核壳式复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚吡咯包覆Zn-Co-S针簇状核壳式复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）碳布的活化，将碳布在一定条件下进行活化后，经去离子水和无水乙醇清洗、干燥，即可得到活化后的碳布，其中，碳布简写为CC；

所述步骤1）活化的条件为，将碳布置于质量分数为68%的丙酮溶液中超声清洗，清洗完毕后，将碳布浸泡在质量分数为68.9%的浓硝酸溶液中水浴加热进行活化，活化温度为90-110℃，活化时间为5-7h；所述步骤1清洗的条件为超声20-40 min；所述步骤1干燥的条件为干燥温度为50-70℃，干燥时间为10-14 h；

步骤2）CC@Zn-Co-O复合材料的制备，以一定物质的量之比，将硝酸锌、硝酸钴、尿素溶解在水中得到A溶液，然后将步骤1所得活化后的碳布加入到A溶液中后，在一定条件下进行第一次水热反应，反应完毕后将样品进行洗涤、干燥，即可得到CC@Zn-Co-O复合材料；

所述步骤2）硝酸锌、硝酸钴、尿素的物质的量之比为1:2:4-6，所述步骤2第一次水热反应条件为，反应温度为100-150℃，反应时间为4-8 h；

步骤3）CC@Zn-Co-S复合材料的制备，以一定物质的量之比，将硫脲溶解到在水中得到B溶液，然后将步骤2）所得CC@Zn-Co-O复合材料加入到B溶液中后，在一定条件下进行第二次水热反应，反应完毕后将样品进行洗涤、干燥，即可得到CC@Zn-Co-S复合材料；

所述步骤3）硫脲与步骤2）硝酸锌、硝酸钴、尿素的物质的量之比为9:1:2:4-6，所述步骤3）第二次水热反应条件为，水热反应温度150-180℃，时间6-10 h；

步骤4）聚吡咯的包覆，以十二烷基苯磺酸钠和吡咯满足一定的比例，先将十二烷基苯磺酸钠溶于水，得到十二烷基苯磺酸钠溶液，再将吡咯加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，得到电解液，之后，步骤3所得CC@Zn-Co-S复合材料作为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极系统下，在一定条件下进行电化学沉积，得到聚吡咯包覆Zn-Co-S针簇状核壳式复合材料，简写为CC@Zn-Co-S@PPy复合材料；

所述步骤4）十二烷基苯磺酸钠与吡咯物质的量之比为1:0.5-2，一定条件是采用循环伏安法在0-1.5 V电压范围下，圈数为8圈。

2.根据权利要求1所述制备方法所得复合材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：在0-0.5 V范围内充放电，在放电电流密度为1 A g^-1时，比电容可以达到1000-1500F g^-1。

3.根据权利要求1所述制备方法所得复合材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：在0-0.5 V范围内充放电，在放电电流密度为8A g-1时，在5000圈循环后的循环稳定性为100%。