The invention discloses a preparation method and application of a three-dimensional carbon aerogel with porous tube wall nanotubes. The method is as follows: 1. Preparation of a silver nanowire / polypyrrole three-dimensional porous aerogel; two, the preparation of three-dimensional hollow polypyrrole nanotube aerogels; three, three-dimensional carbon gas coagulation with porous tube wall nanotubes. Preparation of glue. The tube wall of the compact hollow carbon nanotubes can be etched into a porous structure through air, and the pore size can be effectively controlled within a few nanometers, thus the rapid charging problem of the porous carbon material can be significantly improved. The porous carbon nano material prepared by the invention is a three-dimensional self supporting network structure, and has a large specific surface area. The three-dimensional carbon aerogel with porous tube wall nanotube prepared by the invention has excellent fast charging performance when it is used as the electrode material of supercapacitor, and has a broad application prospect in the field of energy. One
【技术实现步骤摘要】
具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法及其应用
本专利技术属于碳材料
,涉及一种具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法及其在超级电容器中的应用。
技术介绍
近年来随着现代化生活的发展,人们对能源的需求量逐渐增大,能源问题也得到了广泛的关注,其中快速充电在实际的生产和生活中具有很大的意义。超级电容器是一种介于传统电容器与二次电池之间的储能装置,具有较高的功率密度和良好的循环寿命,与二次电池配合使用能够很好的满足现代化生活对能源的需求。超级电容器主要分为双电层电容和赝电容两种,其中双电层电容是通过正负电荷在多孔碳材料表面快速吸脱附进行充放电的,具有较快的充电速度,但由于较大的内阻和离子迁移电阻等因素,双电层电容在大电流密度(如50A/g)下的充电性能仍有待提高。为解决上述问题,电极材料微观结构的设计十分重要,即获得具有优异多孔结构的碳材料对电容充电性能至关重要。目前,大部分制备多孔碳材料的方法是利用材料与氢氧化钾等活化材料物理混合并在惰性气氛下高温退火处理,其原理是氢氧化钾与碳发生化学反应生成二氧化碳等气体从而将初始材料刻蚀出各种尺寸的孔,从而提高比表面积。但这种方法对孔径的可控性弱,获得的多孔碳材料其孔径大小分布不均一,小至亚纳米级的孔,大至几十纳米甚至上百纳米的孔,而孔径的分布和尺寸对电容性能的影响至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法及其应用,该方法能将致密的空心纳米碳管的管壁通过空气刻蚀成多孔的结构,并可有效的将孔径控制在几个纳米以内,从而显著改善了多孔碳材料的快速充电问题。本专利技术的 ...
【技术保护点】
1.一种具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法,其特征在于所述方法步骤如
【技术特征摘要】
1.一种具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法,其特征在于所述方法步骤如下:一、银纳米线/聚吡咯三维多孔气凝胶的制备:将0.1~3mL吡咯单体加入至含有0.8~1.2g银纳米线的150mL分散液中,搅拌均匀后加入0.25~3.69g硝酸银作为氧化剂将吡咯单体聚合为聚吡咯,形成具有核壳结构的银纳米线/聚吡咯三维水凝胶,冷冻干燥,获得银纳米线/聚吡咯三维多孔气凝胶;二、三维空心聚吡咯纳米管气凝胶的制备:利用稀硝酸对银纳米线/聚吡咯三维多孔气凝胶进行银纳米线刻蚀,去离子水清洗后冷冻干燥,即可获得三维空心聚吡咯纳米管气凝胶;三、具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备:将三维空心聚吡咯纳米管气凝胶在惰性气氛下进行高温退火处理,并加入少量空气对其进行刻蚀,从而获得具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶。2.根据权利要求1所述的具有多孔管壁纳米管的三维碳气凝胶的制备方法,其特征在于所述银纳米线的制备方法如下:以150~200mL乙二醇作为还原剂,5~10mg氯化钠作为引发剂,并在2~3g聚乙烯吡咯烷酮的作用下通过水热法对0.8~1.2g硝酸银进行加热处理,接着对产物进行离心清洗,获得银纳米线。...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵雯琦,李宜彬,曹安源,赫晓东,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,北京大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。