[發明專利]一種超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910342639.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110060877A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 霍瑤;黃燕;何艷峰;曹達鵬
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/44;H01G11/48;H01G11/24;C01B32/05
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將β-環糊精(β-CD)溶解于去離子水；將溶液放入高壓反應釜中，在特定溫度的真空干燥箱內進行水熱反應24h；

(2)將步驟(1)產物進行抽濾，洗滌至濾液無色；將產物轉移至干燥箱中，進行干燥；

(3)在N₂氛圍下，將步驟(2)產物于600-1000℃下保持1h；將氫氧化鉀和碳化后產物按質量比1:1-4:1混合，在N₂氛圍下，于600-1000℃下保持1h；

(4)將步驟(3)產物用去離子水浸泡10-20h，再滴加鹽酸至酸性條件下浸泡10-20h；用去離子水沖洗至濾液呈中性，再次清洗以去除KCl；將其轉移至干燥箱中，進行干燥，得到生物質多孔碳材料；

(5)將步驟(4)產物與有機染料或金屬污染物污水進行物理混合并吸附，進行抽濾，洗滌至濾液無色；將產物轉移至真空干燥箱中，進行干燥，得到多原子摻雜的碳材料；

(6)將步驟(5)產物與聚苯胺通過電沉積的方法進行復合，得到相應產品。

2.按照權利要求1所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)特定溫度為150℃-250℃，優選200℃。

3.按照權利要求1所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的堿碳比優選2:1。

4.按照權利要求1所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，(5)中的所述摻雜多原子為亞甲基藍(MB)、甲基橙(MO)和羅丹明B(RhB)等有機染料或金屬污染物中的一種或幾種；優選吸附是為飽和吸附。

5.按照權利要求1所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(6)中與聚苯胺通過電沉積進行復合的方法，通過一個循環伏安掃描沉積進程，在掃描速率為50mV·s^-1，電位范圍為-0.2-0.8V，采用鉑片作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極。以碳紙為集流體，然后將步驟(5)多原子摻雜的碳材料浸在含有苯胺單體的H₂SO₄溶液中；CV循環掃描0-150圈后，便將PANI沉積到多原子摻雜的碳材料上，然后，用去離子水沖洗電極，干燥。

6.按照權利要求5所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，苯胺單體的濃度0.1M，H₂SO₄溶液的濃度1M。

7.按照權利要求5所述的一種基于有機污染物處理的超級電容器用多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的制備方法，其特征在于，CV循環掃描100圈。

8.按照權利要求1-7任一項所述的方法制備得到的多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料。

9.按照權利要求1-7任一項所述的方法制備得到的多原子摻雜碳/聚苯胺復合材料的應用，用于超級電容器。