[发明专利]一种氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备方法

摘要

本发明属于超级电容器电极材料的制备领域，涉及一种氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备方法。首先制备氧化石墨分散液，将氧化石墨分散液进行预处理，得到固态功能化预处理石墨；将固态功能化预处理石墨在惰性气体保护的微波条件下，800W处理1min，制得氮掺杂碳气凝胶电极材料。本发明的制备方法，利用氧化石墨片层表面含氧官能团的易还原性质，采用三聚氰胺对其功能化预处理，并运用微波辐照使三聚氰胺对氧化石墨进行原位氮掺杂。制备产物中氮掺杂含量较高且分布均匀，相对表面积大，并且操作工程避免使用毒性气体氨气，制程简单经济。由于氮掺杂碳气凝胶电极材料化学性质稳定，可以保证超级电容器有效充放电循环，提高其寿命。

主权项

一种氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：制备氧化石墨将47单位的质量浓硫酸和1单位的质量石墨混合，在冰浴条件下搅拌不少于2h；再添加3单位质量的高锰酸钾，在冰浴条件下继续搅拌不少于2h；在35℃的水浴条件下继续搅拌不少于1h，进一步促进石墨的氧化；然后缓慢加入46单位质量的去离子水，并升温至98℃继续反应不少于30min；高温反应结束后再加入80单位质量的去离子水，洗涤至中性，得到氧化石墨分散液；步骤2：氧化石墨的预处理将步骤1得到的氧化石墨分散液稀释至1mg/mL，将20单位质量的稀释后氧化石墨分散液与1单位质量的三聚氰胺混合，98℃条件下回流反应不少于12h，得到功能化预处理石墨水溶液；向功能化预处理石墨水溶液中加入8单位质量的乙醇，超声处理不少于30min，过滤后洗涤至中性，再过滤，将过滤后得到的固体在60℃真空条件下干燥不少于12h，得到固态功能化预处理石墨；步骤3：氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备将步骤2得到的固态功能化预处理石墨在惰性气体保护的微波条件下，800W处理1min，制得氮掺杂碳气凝胶电极材料。