[發明專利]二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711368147.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108010748B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 李倩;麥亦勇;朱姝妍;田豪;王楠;徐富貴;張鵬飛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01G11/34
• 分類號: H01G11/34;H01G11/36;H01G11/86;H01M4/36
• 代理公司: 31220 上海旭誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法以氯化鐵為催化劑，在石墨烯兩側原位合成片層介孔聚吡咯，從而形成具有三明治異質結構的二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料；

其中，所述制備方法包括以下步驟：

步驟一、嵌段聚合物自組裝：采用雙嵌段聚合物在溶液中自組裝形成球形膠束，得到聚合物膠束溶液，所述球形膠束用作介孔軟模板；

步驟二、將1.5mL采用Hummers方法修飾的濃度為1mg/L的石墨烯溶液和75μL吡咯加入所述聚合物膠束溶液中，攪拌1h后，加入225mg的六水合氯化鐵，然后在冰浴下攪拌24h，所得混合物經過離心、分離、洗滌、干燥后分散于乙醇中，在150℃下水熱處理12h，從而獲得所述二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟一包括以下步驟：

步驟1.1、將0.05g的雙嵌段聚合物溶于5mL四氫呋喃中；

步驟1.2、在步驟1.1得到的溶液中加入15mL甲醛和去離子水，使得聚合物形成球形膠束，其中甲醛和去離子水的體積比為1:1；

步驟1.3、在步驟1.2得到的具有球形膠束的混合溶液中加入25mL去離子水，以固定聚合物的形貌，從而形成聚合物膠束溶液。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述雙嵌段聚合物為PEO₁₁₄-b-PS_n，其中n＝93，145或208。

4.一種二維N摻雜C/氧化鐵/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：將根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法得到的二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料在N2氣氛下進行熱處理，冷卻至室溫后得到所述二維N摻雜C/氧化鐵/石墨烯復合材料；根據所述制備方法得到的所述二維N摻雜C/氧化鐵/石墨烯復合材料的起始電位為～0.95V。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的條件為：800℃下加熱2h，加熱速率為5℃/分鐘。

6.一種根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法得到的二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料，所述二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料的比容量為1006F/g。

7.一種根據權利要求6所述的二維氧化鐵摻雜介孔聚吡咯/石墨烯復合材料在超級電容器電極材料中的應用。

8.一種根據權利要求4或5所述的制備方法得到的二維N摻雜C/氧化鐵/石墨烯復合材料。

9.一種根據權利要求8所述的二維N摻雜C/氧化鐵/石墨烯復合材料在催化氧化還原反應中的應用。