[发明专利]一种简易酸处理石墨毡的方法

说明书

本发明公开了一种酸处理石墨毡的方法。本发明是为了解决石墨毡的疏水性并且提高石墨毡的电化学性能并且使活性物质的生长更加有利。本发明使用的化学药品主要是石墨毡和浓硝酸。该发明中浓硝酸活化石墨毡的制备方法如下：一、将石墨毡剪裁成合适大小并与浓硝酸在烧杯中混合；二，将水浴锅加热到100℃；三，将装有浓硝酸和石墨毡的烧杯放入水浴锅中并计时，时间以1小时为宜；四，活化完成后，取出石墨毡清洗并在60度恒温环境下干燥过夜。本发明的优点在于：首先，浓硝酸处理石墨毡的方法操作简易，仪器使用也较为灵活；其次，酸处理后石墨毡的疏水性大大改善；最后，酸处理后的石墨毡的电化学性能大大改善，较未处理石墨毡，电荷存储能力是其百倍。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及到浓硝酸处理石墨毡的方法，以及石墨毡表面改性及引入含氧官能团的方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，能源的需求日渐增长，传统化石燃料会导致严重的环境污染，所以绿色能源被寄予很大的期待，然而绿色能源由于不稳定，所以构造高能量密度的储能装置是一大研究热点。与大多数材料相比，石墨毡具有成本低，比表面积大，稳定性高，能弯折制作成可穿戴设备等优点，这些都使其在商业化上具有优势。然而石墨毡也具有自身的问题。例如，石墨毡的容量有限，这根本上制约了它在储能方面的直接应用；另一方面，石墨毡本身是疏水性的，这让它与一些非金属氧化物结合时，也不甚牢固，容易脱落或者无法结合。因此，处理碳基电极在保留其本身优势的情况下，进一步提高其电化学性能具有重要意义。基于浓硝酸简易处理石墨毡表现出优异的电化学性能。在KOH溶液中，石墨毡在浓硝酸处理后的容量由原来的0.01mF cm^-2提升至272.6mF cm^-2,另外通过接触角测量发现石墨毡的疏水性也大大改善。在稳定性测试中，处理过的石墨毡在KOH溶液中进行多次充放电循环，其容量损失几乎可以忽略不计。

发明内容

本发明提供一种简易酸处理石墨毡的方法，具体为引入含氧官能团提高其电化学性能方法，以解决现有石墨毡储能低，与其他活性物质结合能力差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种简易酸处理石墨毡的方法，包括以下步骤：

第一步、将石墨毡剪裁成2.5×2.5cm的大小，制作同样大小的石墨毡两片备用；

第二步、打开水浴锅，将水浴锅的温度设置为100度，等待水浴锅加热；

第三步、量取40ml浓硝酸倒入合适大小的烧杯中，并把第一步中的石墨毡放入烧杯中，然后转移至第二步中的水浴锅中；

第四步、等待水浴锅加热至100℃后，开始计时，反应时间为1h；

第五步、等待第四步中的浓硝酸与石墨毡充分反应后，将烧杯从水浴锅中取出，关闭水浴锅，将石墨毡从烧杯中取出，小心处理废液；

第六步、反复冲洗石墨毡直至冲洗溶液的PH为中性为止；

第七步、将清洗干净的石墨毡转移至真空干燥箱，调至60℃干燥。

上述方法中，

所述的步骤一中，选用的石墨毡为1mm厚为宜。

所述的步骤三中，水浴锅加热至60度左右时，将烧杯转移至水浴锅中。

所述的步骤四中，将水浴锅的盖子盖上以保持温度稳定。

所述的步骤五中，取出烧杯溶液颜色变为棕黄色。

所述的步骤六中，第一次清洗液为中性后，仍需进行下一次清洗，再进行清洗液PH测试，确保硝酸没有残留在石墨毡上。

所述的步骤七中，石墨毡干燥时间需要大于8小时，以确保石墨毡被完全干燥。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：