[发明专利]三维分级结构石墨烯/多孔碳复合电容型脱盐电极的制备方法

摘要

本发明涉及一种三维分级结构石墨烯/多孔碳复合电容型脱盐电极的制备方法，属于电容型脱盐电极的制备领域。本发明将二氧化硅和氧化石墨的水分散液超声混合、真空抽滤及干燥即制得二氧化硅/氧化石墨复合材料；将正硅酸四乙酯、介孔碳的前驱体溶液及乙醇混合均匀，搅拌反应后，依次加入盐酸水溶液及上述复合材料，经低温挥发、高温固化、惰性气氛中碳化及氢氟酸刻蚀即制得三维分级结构石墨烯/多孔碳复合材料；将复合材料、乙炔黑及聚四氟乙烯乳液混合均匀后涂覆在石墨纸上，烘干即制得电容型脱盐电极。本发明操作简单、条件易控，所得的电极具有高比表面和良好导电性，在电容型脱盐方面拥有潜在应用前景。

主权项

一种三维分级结构石墨烯/多孔碳复合电容型脱盐电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）电极材料的制备：将单分散二氧化硅超声分散在一定量的水中，然后加入到一定含量的氧化石墨的水分散液中，二氧化硅与氧化石墨的质量比为1:2~5:1，超声混合均匀后，经抽滤后室温干燥得到二氧化硅/氧化石墨复合材料；向苯酚中加入氢氧化钠水溶液，搅拌均匀后缓慢加入甲醛水溶液，升温至65~75 oC反应1~2.5 h，冷却至室温后用盐酸水溶液调节pH值呈中性，低温真空减压蒸馏降低水含量，然后加入乙醇搅拌10~12 h后离心除去无机盐得到酚醛树脂前驱体溶液；将结构导向剂F127，正硅酸四乙酯与酚醛树脂前驱体溶液加入到乙醇中，在30~55 oC搅拌反应2 h后加入盐酸水溶液搅拌10 min，然后加入上述制备的二氧化硅/氧化石墨复合材料继续反应5~8 h后抽滤除去过量的溶液，进一步低温挥发高温固化，然后在惰性气氛中碳化后加入氢氟酸水溶液搅拌反应除去二氧化硅模板，充分洗涤干燥后即可得到三维分级结构石墨烯/多孔碳复合材料；（2）电容型脱盐电极的制备：将步骤(1)制备的三维分级结构石墨烯/多孔碳复合材料，乙炔黑及聚四氟乙烯乳液按照质量比为80:10:10~90:5:5搅拌混合均匀后涂覆到导电基底石墨纸上，随后在100~120 oC烘干；最终制得三维分级结构石墨烯/多孔碳复合电容型脱盐电极。