[發(fā)明專利]一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法及在超級電容器中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810143025.5
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108389729B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁國輝;李小龍;劉榮;許春陽;白洋;劉楊;周曉明;王永吉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01G11/26
• 分類號: H01G11/26;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/48;H01G11/86
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 賈澤純

1.一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于該方法按如下步驟進行：

一、將聚酯纖維織物或紗線浸漬在丙酮中超聲洗滌，隨后浸漬在乙醇中超聲洗滌，最后浸漬在去離子水中超聲洗滌，得到除雜的聚酯纖維織物或紗線；

二、將氯化亞錫添加到混合溶劑中，隨后添加HCl得到敏化溶液；將除雜的聚酯纖維織物或紗線浸漬在敏化溶液中并伴有攪拌得到敏化聚酯纖維織物或紗線；其中，混合溶劑是由甲醇與去離子水按等體積混合而成；

三、通過改性Hummers法制得石墨烯，將石墨烯超聲分散在去離子水中，得到石墨烯分散液；

四、將敏化處理的聚酯纖維織物或紗線浸漬在石墨烯分散液中，之后干燥處理，多次重復(fù)“浸漬-干燥”制備過程得到織物/石墨烯織物電極或紗線/石墨烯紗線電極；

五、通過原位化學(xué)聚合的方法在織物/石墨烯電極或紗線/石墨烯電極表面復(fù)合導(dǎo)電聚合物，得到導(dǎo)電聚合物/織物/石墨烯織物電極或?qū)щ娋酆衔?紗線/石墨烯紗線電極；步驟二敏化溶液中的氯化亞錫的濃度為0.005mol L^-1～0.2mol L^-1，敏化溶液中的HCl的濃度為0.02mol L^-1～0.5mol L^-1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于步驟三所述的石墨烯分散液濃度為2g L^-1～15g﹒L^-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于步驟五所述的在織物/石墨烯電極或紗線/石墨烯電極表面復(fù)合的導(dǎo)電聚合物為聚吡咯或聚苯胺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于原位聚合聚吡咯的條件為：將吡咯單體和對甲苯磺酸溶于去離子水中，在冰水浴條件下攪拌5～20min得到均勻的混合溶液；之后將織物/石墨烯電極或紗線/石墨烯電極浸漬在上述混合溶液中5～30min；最后將三氯化鐵溶于去離子水中，并逐滴滴加到上述混合溶液中，在0～5℃冰水浴條件下反應(yīng)2～12h后取出樣品于40～90℃下干燥3～15h，得到聚吡咯/織物/石墨烯電極或聚吡咯/紗線/石墨烯電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于原位聚合聚吡咯的條件中吡咯單體濃度為0.01～0.5mol L^-1，吡咯單體與對甲苯磺酸的摩爾比為0.3～6:1，吡咯單體與三氯化鐵的摩爾比為0.2～5:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于原位聚合聚苯胺的條件為：將苯胺單體溶于1mol L^-1HCl溶液中，在冰水浴條件下攪拌5～20min得到均勻的混合溶液；之后將織物/石墨烯電極或紗線/石墨烯電極浸漬在上述混合溶液中5～30min；最后將過硫酸銨溶于去離子水中，并逐滴滴加到上述混合溶液中，在0～5℃冰水浴條件下反應(yīng)1～15h后取出樣品于40～90℃下干燥3～15h，得到聚苯胺/織物/石墨烯電極或聚苯胺/紗線/石墨烯電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石墨烯織物電極或紗線電極的制備方法，其特征在于原位聚合聚苯胺的條件中苯胺單體濃度為0.01～0.5mol L^-1，苯胺單體與過硫酸銨的摩爾比為0.2～8:1。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法得到的織物電極或紗線電極的應(yīng)用，其特征在于該織物電極或紗線電極作為柔性電極應(yīng)用于超級電容器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的織物電極或紗線電極的應(yīng)用，其特征在于該織物電極或紗線電極裝配成對稱型超級電容器應(yīng)用于柔性能源存儲。