[发明专利]碳纳米管穿插在CuS纳米颗粒中的复合薄膜电极制备方法及其应用

摘要

本发明属于复合电极材料制备技术领域，涉及一种碳纳米管穿插在CuS纳米颗粒中（CNT@CuS）的复合薄膜电极制备方法及其应用于超级电容器。本发明先将Cu(NO3)2和乙醇胺溶液混合搅匀；量取带负电荷的羧基化碳纳米管溶液加入之，真空抽滤得CNT@CHN复合薄膜；再配制1,3,5‑苯三甲酸‑乙醇‑水混合溶液与甲酸钠溶液混合，CNT@CHN复合薄膜浸入得到CNT@HKUST‑1复合薄膜；最后将硫代乙酰胺与无水乙醇以混合超声分散均匀，90℃～120℃水热1～3h，真空干燥。本发明以碳纳米管为基底增强了材料的柔韧性和导电性，同时碳纳米管将HKUST‑1衍生的CuS纳米颗粒直接穿插起来，形成复合薄膜可用作电极材料，避免了粘合剂和导电剂的使用降低了材料的阻抗，最大化离子可接触比表面积，为离子进入薄膜提供极大的方便。

主权项

1.一种碳纳米管穿插在CuS纳米颗粒中的复合薄膜电极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、配制摩尔浓度为1～6mM的Cu(NO₃)₂溶液，加入乙醇胺，搅拌0.5～36h，得到带正电荷的氢氧化铜纳米线水溶液待用，其中，所述乙醇胺与Cu(NO₃)₂的摩尔比为1:0.625～3.75；/n步骤2、将0.15wt％带负电荷的羧基化碳纳米管溶液加入带正电荷的氢氧化铜纳米线水溶液中搅拌均匀，真空抽滤得CNT@CHN复合薄膜，其中所述羧基化碳纳米管溶液与氢氧化铜纳米线水溶液的体积比为1:5～45；/n步骤3、配制摩尔浓度为10mM的1,3,5-苯三甲酸-乙醇-水混合溶液,加入摩尔浓度为10～20mM甲酸钠溶液，将CNT@CHN复合薄膜浸泡0.5～6h，得到CNT@HKUST-1复合薄膜；其中所述甲酸钠与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比为1～2:1；所述乙醇-水的体积比为1:1；/n步骤4、按固液比为5～40mg:5～40mL的比例，将硫代乙酰胺溶于无水乙醇中, 超声分散，将混合溶液转移至反应釜中，浸入CNT@HKUST-1复合薄膜，90～120℃恒温1～3h，自然冷却至室温，取出并用去离子水和乙醇交替洗涤、干燥，得到CNT@CuS复合薄膜电极。/n