[發明專利]一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法及其應用

在審

• 申請號: 201710350733.1
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107154487A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 王華;楊杰;于丹丹;楊昀;郭林
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/60;H01G11/86
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11465
• 代理人: 王鵬

1.一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將有機染料廢棄物溶解，并制得廢液；

(2)從步驟(1)制得的廢液中提取有機染料；

(3)將步驟(2)提取的有機染料與雙電層電容活性材料復合，制備出復合電極；

(4)將經過步驟(3)制備的復合電極組裝入能源存儲器件中。

2.根據權利要求1所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟(1)中所述有機染料包括具有可逆氧化還原電對的含氮類染料、蒽醌類染料。

3.根據權利要求2所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟(1)中溶解所述有機染料廢棄物的溶液包括去離子水。

4.根據權利要求3所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟(3)中制備復合電極的方法包括所述有機染料的分子與介孔碳(CMK-3)一步吸附復合、所述有機染料的分子與聚吡咯(ppy)一步電聚合。

5.根據權利要求4所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟(3)中制備復合電極的方法包括如下步驟：

a.將有機染料溶于去離子水中制得有機染料溶液；

b.將介孔碳(CMK-3)加入到通過步驟a得到的有機染料溶液中并攪拌1h以達吸附平衡，得到混合物；

c.將步驟b得到的混合物離心，離心所得固體在60℃干燥24h，再在100℃干燥8h，得到復合電極。

6.根據根據權利要求4所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟(3)中制備復合電極的方法包括如下步驟：

a.將有機染料溶于去離子水中制得有機染料溶液；

b.將吡咯(pyrrole)和對甲苯磺酸加入通過步驟a制得的有機染料溶液中，得到混合液；

c.將通過步驟b制得的混合液放置在冰浴上預冷，同時通氮氣以排除溶液中的氧氣，并以恒定電流將吡咯與有機染料分子一起電聚合至碳布基底上，制得復合電極。

7.根據權利要求5或6所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，步驟a中的有機染料包括氮類染料、蒽醌類染料；并且其中所述氮類染料包括亞甲基藍(MB)；所述蒽醌類染料包括茜素紅(ARS)。

8.根據權利要求7所述的一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的方法，其特征在于，亞甲基藍(MB)制備的復合電極為MB/CMK-3；茜素紅(ARS)制備的復合電極為ARS/CMK-3。

9.一種利用有機染料廢棄物制作新型能源存儲材料的應用，其特征在于，將權利要求1-8任意一項所述復合電極應用于鋰離子、鈉離子、鎂離子、鋁離子電池、以及超級電容器，并組裝入能源存儲器件中。