[發明專利]超級電容器用氮摻雜分級孔石墨烯氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201811304891.4
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109243849B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 張旭;曲寧;范秋雨;米盼盼;楊賀
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/36;H01G11/86
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種超級電容器用氮摻雜分級孔石墨烯氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述的氣凝膠氮含量為0.3wt.％～2.3wt.％，比表面積為85～286m²/g，電容為51～228F/g；制備方法包括以下步驟：

第一步，制備納米碳酸鈣@聚多巴胺CaCO₃@PDA顆粒

將納米CaCO₃加入乙醇和去離子水的混合溶液中，再加入三(羥甲基)氨基甲烷和與三(羥甲基)氨基甲烷相同質量的鹽酸多巴胺，常溫下攪拌18～24h,使鹽酸多巴胺原位聚合成聚多巴胺(PDA)，包覆到納米CaCO₃表面，過濾后用去離子水沖洗至中性，冷凍干燥得到納米CaCO₃@PDA顆粒，備用；所述的納米碳酸鈣與鹽酸多巴胺的質量比為4:1～1:1；

第二步，制備石墨烯氣凝膠

將第一步制備的CaCO₃@PDA顆粒、氧化石墨烯以及硫脲分散于去離子水中，在150℃～180℃條件反應12～24h，冷凍干燥得到相應的石墨烯氣凝膠；所述的CaCO₃@PDA顆粒與氧化石墨烯的質量比為0.5:1～3:1；所述的硫脲與氧化石墨烯的質量比為50:3～100:3；

第三步，制備氮摻雜分級孔石墨烯氣凝膠

將第二步制備得到的石墨烯氣凝膠放入管式爐中，惰性氣體下升溫至600～900℃，炭化1～3h，經酸液酸洗后得到產物氮摻雜分級孔石墨烯氣凝膠。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，第一步所述的納米CaCO₃的尺寸為50～200nm。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，第一步所述的乙醇和去離子水的體積比為1:1。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，第二步所述的氧化石墨烯采用改進的Hummers’制備。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，第二步所述的氧化石墨烯采用改進的Hummers’制備。

6.根據權利要求1或2或5所述的制備方法，其特征在于，第三步所述的酸液為1mol/L的HCl溶液。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，第三步所述的酸液為1mol/L的HCl溶液。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，第三步所述的酸液為1mol/L的HCl溶液。