[發明專利]一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011325444.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112479188B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 姜立運;于琦;蔣劍超;任帥;張永宏
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/198;H01G11/32;H01G11/30;H01G11/24;H01G11/86
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，所述石墨烯氣凝膠為由片層狀的石墨烯片纏繞而成，纏繞的石墨烯片之間形成三維孔洞，孔洞中摻雜有硅原子，所述孔洞的大小為1μm-100nm；

所述硅摻雜的石墨烯氣凝膠的制備方法包括以下步驟：

步驟1，混合天然石墨粉和濃硫酸，攪拌后加入硝酸鈉，形成混合物A，混合物A冷卻至0℃后加入高錳酸鉀，水浴加熱后形成漿狀物B；水浴加熱溫度為35～40℃，水浴加熱時間為30min；

步驟2，在漿狀物B中加入去離子水和H₂O₂，待混合物由棕色變為淡黃色的混合溶液C后，將混合溶液C通過稀鹽酸洗滌，將洗滌后的混合溶液C離心，將離心后的溶液在水中超聲分散，得到GO分散液；

步驟3，將GO分散液和二氧化硅混合后，水熱反應后將產物晾干后真空干燥，得到硅摻雜的石墨烯氣凝膠；水熱反應溫度為180℃，水熱反應時間為12h。

2.根據權利要求1所述的一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，步驟1中，天然石墨粉和濃硫酸的混合比例為1g：23mL，加入的硝酸鈉為0.5g。

3.根據權利要求1所述的一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，步驟1中，1g的天然石墨烯粉對應加入3g的高錳酸鉀。

4.根據權利要求1所述的一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，步驟2中，所述超聲分散時間為3h，GO分散液的濃度為1～8mg/mL。

5.根據權利要求1所述的一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，步驟3中，加入的二氧化硅質量為GO分散液質量的15％。

6.根據權利要求1所述的一種硅摻雜的石墨烯氣凝膠在電容器領域方面的應用，其特征在于，步驟3中，真空干燥時間為72h。