[发明专利]超级电容器用石墨烯及石墨烯复合物的制备方法

摘要

一种超级电容器用石墨烯及石墨烯复合物的制备方法，将高分子聚合物固相材料、氧化石墨和活化剂以一定的质量比例混合，置于加热炉中，在指定条件下发生反应得到前驱物。将得到的前驱物通过稀酸洗涤除去其中的杂质，经洗涤、烘干得到石墨烯及石墨烯复合物。本发明操作简单，成本低廉并适合规模化量产；制备的石墨烯和石墨烯复合的比表面积和孔容可调，比表面积分布在500-3500m2/g，孔容分布在0.5-3.0cm3/g之间；该石墨烯及石墨烯复合物用作电化学电容器电极材料，在有机电解液和离子电解液下容量分布在20-220F/g之间。

主权项

一种超级电容器用石墨烯及石墨烯复合物的制备方法，其特征在于：所述的制备方法的步骤依次如下：(1)将高分子聚合物固相材料、氧化石墨及活化剂按比例混合均匀；(2)将步骤(1)得到的混合物置于加热炉中，在低温条件下充分熔融活化剂；(3)制备前驱物；(4)将步骤(3)制备得到的前驱物用稀酸处理，去除其中的杂质元素，经洗涤、烘干，得到石墨烯及其石墨烯复合物；所述步骤1中高分子聚合物包括酚醛树脂、尼龙‑66、羧甲基纤维素钠、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚甲基苯烯酸甲酯、三聚氰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸二乙酯；所述步骤(1)中的活化剂包括氢氧化钾，氢氧化钠和氯化锌；所述步骤(1)中的高分子聚合物、氧化石墨及活化剂三者的质量比例为：未添加氧化石墨时，高分子聚合物：活化剂＝1:0.5～1:10；添加了氧化石墨后，高分子聚合物、氧化石墨及活化剂三者的质量比例为：A、若高分子聚合物：氧化石墨＝(9‑19)：1，(高分子聚合物+氧化石墨)：活化剂＝2～1/2；B、若高分子聚合物：氧化石墨＝(0.1‑9)：1，(高分子聚合物+氧化石墨)：活化剂＝1/2～1/6；C、若高分子聚合物：氧化石墨＝(0.5‑19)：1，(高分子聚合物+氧化石墨)：活化剂＝1/6～1/20；所述步骤(2)中的低温熔融活化剂的温度范围为260‑420℃，保温时间为0.5‑10h；所述步骤(3)中制备前驱物的反应温度为400～1200℃，反应时间为0.5～6h，反应气氛为氩气或氮气；所述步骤(4)中稀酸为稀盐酸、稀硫酸和醋酸；所述步骤(4)中的石墨烯复合物包括石墨烯与纳米碳球复合物、石墨烯与活性炭复合物、石墨烯与层次孔纳米碳复合物，以及石墨烯与洋葱碳复合物。