[發明專利]一種石墨烯復合水凝膠及其制備和應用有效
| 申請號： | 201910848218.5 | 申請日： | 2019-09-09 |
| 公開（公告）號： | CN110571065B | 公開（公告）日： | 2021-08-31 |
| 發明（設計）人： | 王義;趙明宇 | 申請（專利權）人： | 東華大學 |
| 主分類號： | H01G11/30 | 分類號： | H01G11/30;H01G11/36;H01G11/24;H01G11/26;H01G11/44;H01G11/86;C01B32/05 |
| 代理公司： | 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233 | 代理人： | 黃志達;魏峯 |
| 地址： | 201620 上海市*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 石墨 復合 凝膠 及其 制備 應用 | ||
1.一種石墨烯復合水凝膠，其特征在于，所述水凝膠包括質量比為1-4:1的石墨烯和介孔碳納米球；
所述介孔碳納米球為氮摻雜介孔碳納米球，是由酚醛樹脂預聚物納米球和三聚氰胺共同煅燒得到；
所述酚醛樹脂預聚物納米球的制備方法為：將1.8g苯酚溶解，并且與6.3mL 37wt％甲醛溶液混合，加入45mL濃度為64mg/mL的F127溶液水熱反應后得到酚醛樹脂預聚物納米球；
所述復合水凝膠具有多級孔的三維結構，所述多級孔為微孔、介孔和大孔；
所述的石墨烯復合水凝膠制備成全固態超級電容器，該超級電容器為光熱型超級電容器，在5℃低溫環境下經太陽光照射電容能迅速恢復到初始值的1.7倍。
2.根據權利要求1所述水凝膠，其特征在于，所述復合水凝膠可根據模具制備成任意形狀。
3.一種如權利要求1所述石墨烯復合水凝膠的制備方法，包括：
(1)將氧化石墨烯與介孔碳納米球以質量比為1-4:1分散在水中，攪拌，采用探頭超聲至分散均勻，得到分散液，其中分散液中氧化石墨烯濃度為1～3mg/mL；
(2)將弱還原劑加入步驟(1)中分散液中，水熱反應，得到石墨烯復合水凝膠，其中弱還原劑與步驟(1)中氧化石墨烯的質量比為2-5:1。
4.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟(1)中攪拌時間為0.5-2h；超聲時間為2-4h。
5.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟(2)中弱還原劑包括抗壞血酸、抗壞血酸鈉、半胱氨酸或硼氫化鈉。
6.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟(2)中水熱反應溫度為80-100℃，水熱反應時間為2-6h。
7.一種全固態超級電容器，其特征在于，通過模具將權利要求1所述的復合水凝膠制備成任意形狀，水洗后，直接壓制在不銹鋼網上制備電極，將壓制的電極涂覆上聚合物電解質，待干燥后組裝而成。
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