[發明專利]聚苯胺—二氧化錳復合材料及其制備方法和在電化學儲能領域的應用

有效

• 申請號: 201810865793.1
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN110797201B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 許鑫華;鄭麗婷;賈麗敏;馬紹帥;張茜
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/26;H01G11/86;H01G11/48
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.聚苯胺—二氧化錳復合材料，其特征在于：將高錳酸鉀還原形成的二氧化錳納米薄片沉積在組成聚苯胺凝膠的聚苯胺納米線上，形成聚苯胺—二氧化錳復合材料，聚苯胺納米線直徑為200±20nm，聚苯胺—二氧化錳復合材料具有3D網絡結構，比表面積達到55-62m²g^-1，孔徑為2.97-8.98nm，按照下述步驟進行：

步驟1，在冰水浴的條件下，將四苯基卟啉磺酸鹽和苯胺溶解于水中得到混合溶液，在攪拌的條件下，將過硫酸銨水溶液加入上述混合溶液中，進行聚合反應，聚合時間為20-60s，清洗干燥后，最終得到聚苯胺凝膠，其中，四苯基卟啉磺酸鹽、苯胺和過硫酸銨的質量比為1:(30-60):(30-60)，苯胺的濃度為0.1-0.5mol/L；

步驟2，將步驟1得到的聚苯胺凝膠分散到高錳酸鉀水溶液中，得到懸浮液，調節上述懸浮液的pH值為1-2，并將上述懸浮液置于100-150℃下，水熱處理10-30min，將沉淀物清洗干燥后，得到聚苯胺—二氧化錳復合材料，其中，高錳酸鉀水溶液的濃度為0.005-0.04mol/L。

2.根據權利要求1所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料，其特征在于：在步驟1中，四苯基卟啉磺酸鹽、苯胺和過硫酸銨的質量比為1:(40-50):(40-50)，苯胺的濃度為0.2-0.4mol/L，聚合時間為25-35s，聚苯胺凝膠浸入蒸餾水中22-30h以除去過量的過硫酸銨，將聚苯胺凝膠在50-70℃真空下進行干燥，最終得到聚苯胺凝膠。

3.根據權利要求1所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料，其特征在于：在步驟2中，高錳酸鉀水溶液的濃度為0.01-0.03mol/L，調節p H的溶液采用HCl溶液，水熱處理的溫度為110-130℃，水熱處理的時間為15-25min，將所得沉淀物用蒸餾水洗滌數次并在50-70℃下干燥，最終得到聚苯胺—二氧化錳復合材料。

4.制備如權利要求1-3任一所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料的方法，其特征在于：按照下述步驟進行：

步驟1，在冰水浴的條件下，將四苯基卟啉磺酸鹽和苯胺溶解于水中得到混合溶液，在攪拌的條件下，將過硫酸銨水溶液加入上述混合溶液中，進行聚合反應，聚合時間為20-60s，清洗干燥后，最終得到聚苯胺凝膠，其中，四苯基卟啉磺酸鹽、苯胺和過硫酸銨的質量比為1:(30-60):(30-60)，苯胺的濃度為0.1-0.5mol/L；

步驟2，將步驟1得到的聚苯胺凝膠分散到高錳酸鉀水溶液中，得到懸浮液，調節上述懸浮液的pH值為1-2，并將上述懸浮液置于100-150℃下，水熱處理10-30min，將沉淀物清洗干燥后，得到聚苯胺—二氧化錳復合材料，其中，高錳酸鉀水溶液的濃度為0.005-0.04mol/L。

5.根據權利要求4所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于：在步驟1中，四苯基卟啉磺酸鹽、苯胺和過硫酸銨的質量比為1:(40-50):(40-50)，苯胺的濃度為0.2-0.4mol/L，聚合時間為25-35s，聚苯胺凝膠浸入蒸餾水中22-30h以除去過量的過硫酸銨，將聚苯胺凝膠在50-70℃真空下進行干燥，最終得到聚苯胺凝膠。

6.根據權利要求4所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料的制備方法，其特征在于：在步驟2中，高錳酸鉀水溶液的濃度為0.01-0.03mol/L，調節p H的溶液采用HCl溶液，水熱處理的溫度為110-130℃，水熱處理的時間為15-25min，將所得沉淀物用蒸餾水洗滌數次并在50-70℃下干燥，最終得到聚苯胺—二氧化錳復合材料。

7.如權利要求1-3任一所述的聚苯胺—二氧化錳復合材料在電化學儲能領域的應用。