[发明专利]碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极的制备方法。本发明的复合电极材料中碳纳米管均匀撑在在石墨烯层间构成三明治结构，碳纳米管的一端连接剥离的石墨烯。本发明通过在石墨烯表面化学气相沉积，原位生长碳纳米管，实现低沉本、大规模制备碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合材料；将碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合材料与聚四氟乙烯乳液混合均匀涂抹在石墨纸上，烘干后即制得了碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极。本发明所制得的碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电极具有良好的导电性、优良的脱盐性能，在低能耗、低成本电容型脱盐方面拥有潜在的应用前景。

主权项

碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极的制备方法，其特征在于该方法具有以下步骤：（1）电极材料的制备：在冰水浴条件下，将石墨在搅拌下缓慢加入到质量分数98%浓硫酸中，再缓慢加入高锰酸钾，其中石墨：浓硫酸：高锰酸钾的质量比为1：40～100：2~8，在32‑38oC恒温水浴中，搅拌下保温1‑6 h，反应结束后，缓慢加入去离子水稀释，搅拌几分钟，按石墨：H2O2的质量比为1：7~10加入质量分数30%的H2O2，静置后过滤，充分洗涤滤饼，洗涤至中性，室温下干燥；超声得到氧化石墨溶胶，其中氧化石墨溶胶的固含量为0.1 ‑10 mg/mL；逐滴加入过渡金属盐溶液，80‑100 oC反应10‑24h，干燥后，在惰性气氛下300‑400oC煅烧60‑120 min，还原气氛下500‑700 oC还原0.5‑1h，通入碳源气，控制气流量在20‑80mL/min, 700‑900 oC反应5‑30 min，酸化处理除去过渡金属催化剂和多余的杂质得到碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合材料；（2）碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极的制备过程：将步骤（1）所得的碳纳米管/石墨烯复合材料，加入质量分数为5‑15%的聚四氟乙烯乳液的粘结剂，混合均匀后涂抹到石墨电极纸上，随后在100‑110 oC烘干过夜，制得碳纳米管/石墨烯三明治结构纳米复合电容型脱盐电极。