[发明专利]一种二氧化锰/碳纳米管修饰石墨烯纸电容器电极的制备方法

摘要

一种二氧化锰/碳纳米管修饰石墨烯纸电容器电极的制备方法，属于一种柔性电极的制备方法，目的是制备一种高比电容量，具有良好力学性能的柔性电极材料。方法为将制备的还原氧化石墨烯分散到聚偏二氟乙烯(PVDF)溶液中，采用蒸发溶剂成膜的方法制备出石墨烯‑PVDF柔性膜电极，并采用两步电沉积工艺把碳纳米管和氧化锰直接修饰到该柔性电极表面，制备出具有高电容的碳纳米管‑氧化锰/石墨烯‑PVDF柔性电极。本发明电极活性材料比电容高，原材料环境友好，柔性电极力学性能优良，制备成超级电容器具有很好的应用价值。本发明属于纳米材料及储能器件技术领域，尤其涉及高比电容的柔性电容器制备技术。

主权项

一种二氧化锰/碳纳米管修饰石墨烯纸电容器电极的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：步骤1、把还原氧化石墨烯和PVDF粉末以1/5～1/10的比例均匀混合溶解到N，N‑二甲基甲酰胺溶剂中；步骤2、将步骤1中获得的溶液滴涂到表面光滑的硅片上，将其放到高温干燥箱内温度设置150℃～170℃，高温蒸发溶剂,获得石墨烯‑PVDF柔性薄膜/硅片复合膜；步骤3、然后用镊子将石墨烯‑PVDF薄膜从硅片表面揭下，得到石墨烯‑PVDF复合膜，就作为超级电容器的柔性基础电极；步骤4、将电极浸入乙醇及超纯水中各超声4～6min，去除表面污垢、清洗好并吹干电极；步骤5、柔性复合膜作为工作电极，铂片作为对电极，饱和甘汞电极或银/氯化银电极作为参比电极，浓度约0.2mol/L到0.4mol/L的高锰酸钾溶液作为电解液，三电极连接电化学工作站，采用循环伏安法在柔性电极表面电沉积MnO2层；步骤6、用循环伏安法，电压范围设置为‑2V到2V，扫描速度设置为50mV/s～200mV/s连续扫描100段进行还原沉积，将电极夹旋转180°再连续扫描100段；待扫描结束后，用超纯水冲洗表面残留的溶液，然后用氮气将其吹干，得到MnO2/石墨烯‑PVDF复合膜；步骤7、将碳纳米管按照每毫升1毫克的比例，添加到0.2M的KMnO4溶液搅拌超声混合均匀的悬浮；步骤8、用氮气吹干电极，MnO2/石墨烯‑PVDF复合膜作工作电极，铂作为对电极构建两电极系统，将电极浸入高锰酸钾与碳纳米管的混合悬浮液中，在磁力搅拌的同时进行沉积，电压范围为‑2V‑2V，设置扫速范围为50‑250mV/s，扫描段数设置为200段；步骤9、将电极旋转180度，电沉积200段，然后取下石墨烯‑PVDF复合膜，进行冲洗干燥，得到CNTs‑MnO2/石墨烯‑PVDF复合膜。