[发明专利]聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极及其制备方法和应用，属于新能源产品领域。该复合材料电极包括聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料和导电基底，石墨烯掺杂在聚苯胺纳米管阵列中形成纤维‑片层共存结构，聚苯胺纳米管的直径为150nm～300nm，聚苯胺纳米管的管间距为300nm～400nm；该复合材料涂覆于导电基底之上形成聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极。本发明的复合材料电极导电性好，循环性能及电容性能优异；制备该复合材料电极的方法易于操作、环境友好；使用该复合材料电极的超级电容器，电容量高，循环性能好。

主权项

聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极的制备方法，其特征在于，所述复合材料电极包括聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料和导电基底，复合材料包括聚苯胺纳米管阵列和石墨烯，石墨烯掺杂在聚苯胺纳米管阵列中，聚苯胺纳米管的直径为150nm～300nm，聚苯胺纳米管的管间距为300nm～400nm；复合材料涂覆于导电基底之上形成聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极；所述制备方法包括如下步骤：(1)制备氧化石墨烯掺杂聚苯胺纳米管阵列：将氧化石墨烯均匀分散在苯胺的硫酸溶液中，将AAO模版浸入上述溶液，减压抽真空，超声震荡；将过硫酸铵的硫酸溶液滴加入苯胺的硫酸溶液中，‑20～20℃恒温水浴1～24h，得到氧化石墨烯掺杂聚苯胺/AAO纳米复合结构；将氧化石墨烯掺杂聚苯胺/AAO纳米复合结构浸入氢氧化钠溶液中，50～70℃加热10～60min，取出用去离子水洗净，干燥，制得氧化石墨烯掺杂聚苯胺纳米管阵列；(2)制备聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料：将步骤(1)中制备的氧化石墨烯掺杂聚苯胺纳米管阵列加入还原剂，搅拌均匀后得到混合物；将混合物加热至80～95℃，恒温搅拌6～24h；反应结束后，过滤反应产物，得到不溶物，洗涤干燥，制得聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料；(3)制备聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极：将去离子水或N‑甲基吡咯烷酮(NMP)和步骤(2)中制备的聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料、导电剂混合成为浆料；聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料和导电剂的质量比为80～90:10～20，浆料的粘度控制在600～7000厘泊，将浆料涂覆于导电基底之上，经烘干和辊压制得聚苯胺纳米管阵列/石墨烯复合材料电极。