[发明专利]一种石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备方法

摘要

本发明属于超级电容器技术领域，涉及一种用于超级电容器的石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备方法，能够制备出具有高比表面积和高孔隙率的高性能石墨烯/泡沫镍复合材料电极；具体步骤包括(1)鳞片状石墨的氧化过程；(2)氧化石墨烯的洗涤和干燥；(3)泡沫镍的预处理；(4)氧化石墨烯/泡沫镍复合材料的制备；(5)石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备；(6)超级电容器的制备和测试；该方法操作简便，过程简单，用时短少，条件易控，环境友好。

主权项

一种石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备方法，其特征在于具体包括以下工艺步骤：(1)鳞片状石墨的氧化过程：首先将天然石墨置于P2O5和80℃条件下浓硫酸的混合液中预氧化6小时，将预氧化石墨过滤、洗涤、干燥后用高锰酸钾继续氧化3小时，然后加入去离子水并使溶液在35℃恒温条件下搅拌2小时，最后加入质量分数为30％的双氧水溶液与未反应的高锰酸钾进行中和反应，直至整个混合液的颜色变为亮黄；(2)氧化石墨烯的洗涤和干燥：将步骤(1)中得到的亮黄色液体在3000‑5000转/分的转速下离心10‑30分钟，将所得沉淀物用质量分数为0.8％‑1.5％的盐酸水溶液分散洗涤、离心处理后倒去澄清溶液，重复上述分散洗涤、离心处理三次；然后将所得沉淀物分散到质量分数为99.9％的甲醇中并离心处理，重复上述分散、离心处理三次，最后将所得离心产物在真空干燥箱中于30‑60℃条件下真空干燥24小时，得到干燥氧化石墨烯固体；(3)泡沫镍的预处理：将厚度为0.5‑5mm的泡沫镍浸泡在摩尔浓度为0.5mol/L的稀盐酸水溶液中超声处理15分钟，然后用质量分数99.9％的丙酮冲洗5次，再用去离子水浸泡洗涤后超声处理15分钟以上，然后放入真空干燥箱中于50℃条件下干燥备用；(4)氧化石墨烯/泡沫镍复合材料的制备：将步骤(2)中制得的氧化石墨烯固体分散到蒸馏水中配置成质量浓度为10‑50mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后将氧化石墨烯分散液均匀涂抹在步骤(3)中预处理后的泡沫镍表面，刮下多余的氧化石墨烯分散液后放入烘箱中于30‑60℃条件下干燥5小时，制得氧化石墨烯/泡沫镍复合材料；(5)石墨烯/泡沫镍复合材料电极的制备：将步骤(4)中制备的氧化石墨烯/泡沫镍复合材料置于点燃的酒精灯的火焰上1‑600秒，直至棕黄色的氧化石墨烯/泡沫镍复合材料迅速膨化并变为深黑色，熄灭火焰后制得还原氧化石墨烯/泡沫镍复合材料即为石墨烯/泡沫镍复合材料电极；(6)超级电容器的制备和测试：将步骤(5)中制得的还原氧化石墨烯/泡沫镍复合材料在1‑10Mpa压力下压制成薄片，以作为电极片，然后以摩尔浓度为6mol/L的氢氧化钠水溶液为电解液，以玻璃纤维滤纸为隔膜组装成对称式超级电容器。