[发明专利]锰掺杂炭凝胶@(PANI/GO)n//NGA@PEDOT电极材料制备方法

摘要

本发明公开了一种锰掺杂炭凝胶@(PANI/GO)n//NGA@PEDOT电极材料的制备方法，本发明将三聚氰胺溶于氧化石墨烯溶液中，加入VC和氨水，超声溶解，用水浴法形成有机凝胶，将有机凝胶烧制得到NGA；NGA加入乙酸丁酯中，再加入对甲苯磺酸铁溶于乙醇与水的混合液，超声混合后室温静置聚合，即可得NGA@PEDOT材料；将间苯二酚、甲醛、醋酸锰做为前驱体，碳酸钠为催化剂，得锰掺杂炭凝胶电极材料；重复将PANI的混合液n次逐滴滴入(1)中的锰掺杂炭凝胶材料上，该方法具有简单高效、重现性好、可规模化制备等优点。该方法制备的材料具有较高的比电容，较宽的工作电压窗口，快速充放电等特点。

主权项

1.锰掺杂炭凝胶@(PANI/GO)n//NGA@PEDOT电极材料的制备方法，包括以下步骤：NGA@PEDOT的制备(1)、将三聚氰胺溶于氧化石墨烯溶液中，依次加入VC和氨水，1‑4℃超声使其完全溶解，然后用水浴法使混合液在80℃水温中形成有机凝胶，将有机凝胶在惰性气氛下600‑1200℃烧制2h得到NGA，其中氧化石墨烯溶液浓度为0.5‑20mg/ml，氧化石墨烯与VC质量比为1:1，氧化石墨烯与氨水的质量比为4:1；三聚氰胺与氧化石墨烯的质量比为1:200‑5:100；NGA为氮掺杂石墨烯凝胶；VC为维生素C；(2)、将NGA加入乙酸丁酯中，NGA的含量为15wt.％,并按50μl/ml的比例加入EDOT，超声1h；EDOT为3,4‑乙烯二氧噻吩；(3)、将对甲苯磺酸铁溶于乙醇与水的混合液，其中乙醇与水的体积比为3:1，对甲苯磺酸铁的含量为0.6wt.％，将溶液滴落于步骤(2)所得的材料上，超声混合后室温静置聚合，即可得NGA@PEDOT材料；锰掺杂炭凝胶@(PANI/GO)n的制备(1)、制备锰掺杂的炭凝胶材料将间苯二酚、甲醛、醋酸锰做为前驱体，碳酸钠为催化剂，其中间苯二酚和甲醛的摩尔比为1:2，间苯二酚和碳酸钠的摩尔比为250:1‑800:1，锰含量为0.5‑3wt.％；将上述溶液装入密闭的圆柱体玻璃管中30℃老化2天，80℃老化5天，放入丙酮中萃取2天，即得锰掺杂炭凝胶电极材料；(2)、将质量比为1:47的PANI和DMAc，搅拌12h，再将HCl加入上述混合物中使得混合液pH值为2.5，且使得PANI的浓度为0.5mg/ml，接着在1‑4℃下超声3h；PANI为聚苯胺；DMAc为二甲基乙酰胺；(3)、将步骤(2)中PANI的混合液逐滴滴入(1)中的锰掺杂炭凝胶材料上，静置15min后，真空抽滤去除多余的PANI的混合液，然后将氧化石墨烯溶液逐滴滴入锰掺杂炭凝胶上，静置15min后，真空抽滤去除多余的氧化石墨烯溶液；其中氧化石墨烯溶液的浓度为0.5‑20mg/ml；(4)重复步骤(3)n次，即可得到锰掺杂炭凝胶@(PANI/GO)n材料。