[发明专利]碳纳米管纱线基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管纱线基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，它涉及超级电容器电极材料技术领域。它的步骤包括碳纳米管纱线的纺织法制备、电极材料粗产品的电镀法复合制备和电极材料的加热提纯处理、石墨烯墨水的制备及复合材料的石墨烯墨水浸渍处理，最终得到碳纳米管(CNT)/过渡态金属氧化物/石墨烯(GN)复合电极材料，附在碳纳米管上的过渡态金属氧化物包括四氧化三钴(Co3O4)纳米颗粒、氧化镍(NiO)纳米颗粒或二氧化锰(MnO2)纳米颗粒。本发明具有应用前景广阔、电化学性能优异和工艺绿色环保的特点，简单易行，易于推广使用。

主权项

碳纳米管纱线基柔性超级电容器复合电极材料的制备方法，其特征在于，其制备步骤为：(1)碳纳米管(CNT)纱线的纺织法制备：过化学气相沉积制备的碳纳米管阵列，采用纺织设备控制转速为1000～5000rpm条件下，通过电机从阵列碳纳米管中抽拉出碳纳米管并旋转加捻后纺织得到直径为20～50μm碳纳米管纱线；(2)电极材料粗产品的电沉积法复合制备：采用三电极电沉积，以步骤(1)所得的碳纳米管纱线作为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，金属铂为对比电极，在含有过渡态金属盐的电镀液中进行电沉积得到电极材料的粗产品；(3)电极材料的加热提纯处理：在步骤(2)电极材料粗产品的电沉积法复合制备完后，将步骤(2)所得的电极材料粗产品在80～300℃条件下加热60～150min，即可得到碳纳米管纱线负载过渡态金属氧化物复合材料；(4)石墨烯(GN)墨水的制备：将一定量的石墨烯加入水和无水乙醇的混合溶液(水和乙醇的体积比为3：2)中，然后加入0.1～2ml全氟磺酸溶液，超声分散10～50min后得到石墨烯墨水；(5)电极材料的石墨烯墨水浸渍处理：将步骤(3)所得的碳纳米管复合纱线浸入在步骤(4)得到的石墨烯墨水中，每次浸渍时间为10～30min，然后将电极材料在60～80℃下干燥后即可得到第一次浸渍后的产品，如此重复3～5次浸渍后最终获得碳纳米管/过渡金属氧化物/石墨烯复合纱线电极。