一种金银合金包覆秸秆基活性炭复合电极材料及其制备方法技术

技术编号:11823250 阅读:89 留言:0更新日期:2015-08-05 01:50
本发明专利技术公开了一种金银合金包覆秸秆基活性炭复合电极材料,其特征在于,由下列重量份的原料制成:四氯化锡2-3、磷酸镍锂1-2、偏钒酸铵2-3、六次甲基四胺1-2、三甲氧基硅烷1-2、金银合金3-4、聚苯胺复合材料3-5、秸秆1000-1200、无水氢氧化钾3-5、去离子水5-10;本发明专利技术的聚苯胺复合材料具有价格便宜、电荷密度高等的优点,添加到电极材料中能够提高导电性和储电性能;添加的金银合金能够提高材料的导电性、提高充电容量,在加工过程中,损害少,加工稳定性好,解决了在制作电极时加工困难、电极损耗大等问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 一种金银合金包覆秸秆基活性炭复合电极材料及其制备方 法
本专利技术涉及化学能源材料领域,特别是一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料及其制备方法。
技术介绍
超级电容器是一种性能介于传统电容器和电池之间的一种新型储能装置,兼具电池高比能量和传统电容器高比功率的特点。超级电容器还具有如下的优点,如:能瞬时大电流充放电、循环寿命高、工作温度范围宽、安全、无污染等。超级电容器已被广泛用于计时器、闪光灯和电动玩具的主电源,以及作为电脑和手机的备用电源等。特别在正蓬勃发展的电动车上,将超级电容器与电池联合使用,能有效地降低电池的重量和设计成本,延长电池的使用寿命。超级电容器具有广阔的应用前景,并蕴含着巨大的经济效益,是一种理想的储能装置。 导电聚苯胺具有独特的质子酸/阳离子掺杂机制,常用的阳离子酸掺杂剂为各种有机质子酸和无机质酸。聚苯胺导电性好,具有单体价格便宜、高的电荷密度等优点,是导电高分子材料中最具发展潜力的品种之一。在超级电容器电极材料中引入η型掺杂的聚苯胺活性材料,在电容器充放电过程中,能充分利用电解液中阴阳离子,提高电极材料的储电性能。金银合金有良好的导热导电性和耐蚀性,接触电阻低而稳定,由它包覆在电极材料的表面能够提高材料的导电性、提高充电容量,在电极材料的加工过程中,损害少,加工稳定性好,解决了在制作电极时加工困难、电极损耗大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料及其制备方法。为了实现本专利技术的目的,本专利技术通过以下方案实施: 一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,由下列重量份的原料制成:四氯化锡2-3、磷酸镍锂1-2、偏钒酸铵2-3、六次甲基四胺1-2、三甲氧基硅烷1_2、金银合金3_4、聚苯胺复合材料3-5、秸杆1000-1200、无水氢氧化钾3-5、去离子水5_10 ; 所述聚苯胺复合材料是由下列重量份的原料制成:对甲苯磺酸4-6、盐酸6-8、纳米二氧化硅3-5、蒙脱土 2-4、苯胺8-12、过硫酸铵0.4-0.7、去离子水30-50 ;制备方法是将对甲苯磺酸加到4-6mol/l的盐酸溶液中,搅拌均匀形成混合溶液,再将纳米二氧化硅、蒙脱土加到混合溶液中超声分散30-50分钟,再加入对甲苯磺酸质量0.5-2倍的苯胺单体,冰水浴下搅拌1-2小时形成均匀乳液,再将过硫酸铵缓慢滴加到乳液中,继续搅拌反应3-4小时,减压抽滤,固体沉淀依次用去离子水和对甲苯磺酸洗涤成中性,80-90° C下真空干燥8-12小时,即可得到聚苯胺复合材料。本专利技术所述一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,由以下具体的步骤制成: (1)将秸杆清洗干净后烘干,水分控制在20-25%左右,隔绝空气经过6-8小时常温物理炭化堆积得到生物质炭,再将该生物质炭粉碎成颗粒,加到沸腾炉中,通入预先预热至300-400° C的水蒸气和二氧化碳混合气体,在800-1000° C下进行氧化反应1_2小时,取出后加到熔融的无水氢氧化钾中,得到高比表面积活性炭备用; (2)将三甲氧基硅烷加到乙醇的水溶液中,搅拌溶解后加入步骤(I)的产物和除金银合金外的其他剩余成分,在80-100° C下加热搅拌,干燥后通入纯氨气,于500-600° C下保温50-100分钟,然后迅速冷却至室温后粉碎至200-400目粉末备用; (3)将金银合金加热至熔融状态与步骤(2)的产物混合均匀即可。本专利技术的优点是:本专利技术的聚苯胺复合材料具有价格便宜、电荷密度高等的优点,添加到电极材料中能够提高导电性和储电性能;添加的金银合金能够提高材料的导电性、提高充电容量,在加工过程中,损害少,加工稳定性好,解决了在制作电极时加工困难、电极损耗大等问题。具体实施方案 下面通过具体实例对本专利技术进行详细说明。一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,由下列重量份(公斤)的原料制成:四氯化锡2、磷酸镍锂1、偏钒酸铵2、六次甲基四胺1、三甲氧基硅烷1、金银合金4、聚苯胺复合材料5、秸杆1200、无水氢氧化钾4、去离子水9 ; 所述聚苯胺复合材料是由下列重量份(公斤)的原料制成:对甲苯磺酸5、盐酸7、纳米二氧化硅5、蒙脱土 3、苯胺10、过硫酸铵0.4、去离子水35 ;制备方法是将对甲苯磺酸加到4-6mol/l的盐酸溶液中,搅拌均匀形成混合溶液,再将纳米二氧化硅、蒙脱土加到混合溶液中超声分散30-50分钟,再加入对甲苯磺酸质量0.5-2倍的苯胺单体,冰水浴下搅拌1-2小时形成均匀乳液,再将过硫酸铵缓慢滴加到乳液中,继续搅拌反应3-4小时,减压抽滤,固体沉淀依次用去离子水和对甲苯磺酸洗涤成中性,80-90° C下真空干燥8-12小时,即可得到聚苯胺复合材料。本专利技术所述一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,由以下具体的步骤制成: Cl)将秸杆清洗干净后烘干,水分控制在20-25%左右,隔绝空气经过6-8小时常温物理炭化堆积得到生物质炭,再将该生物质炭粉碎成颗粒,加到沸腾炉中,通入预先预热至300-400° C的水蒸气和二氧化碳混合气体,在800-1000° C下进行氧化反应1_2小时,取出后加到熔融的无水氢氧化钾中,得到高比表面积活性炭备用; (2)将三甲氧基硅烷加到乙醇的水溶液中,搅拌溶解后加入步骤(I)的产物和除金银合金外的其他剩余成分,在80-100° C下加热搅拌,干燥后通入纯氨气,于500-600° C下保温50-100分钟,然后迅速冷却至室温后粉碎至200-400目粉末备用; (3)将金银合金加热至熔融状态与步骤(2)的产物混合均匀即可。将电极材料和导电剂、粘结剂按照比例混合均勾,通过压辊机制成薄片,干燥后压在不锈钢网集流体上,制成超级电容器,其参比电极为Ag/AgCl电极,电解液为lmol/1的硫酸溶液,在-0.2V至0.8V的电压范围内进行恒流充放电测试,电流为0.2A/g时,比电容为296F/g,电流为ΙΟΑ/g时,比电容为185F/g。【主权项】1.一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,其特征在于,由下列重量份的原料制成:四氯化锡2-3、磷酸镍锂1-2、偏钒酸铵2-3、六次甲基四胺1-2、三甲氧基硅烷1_2、金银合金3-4、聚苯胺复合材料3-5、秸杆1000-1200、无水氢氧化钾3_5、去离子水5_10 ; 所述聚苯胺复合材料是由下列重量份的原料制成:对甲苯磺酸4-6、盐酸6-8、纳米二氧化硅3-5、蒙脱土 2-4、苯胺8-12、过硫酸铵0.4-0.7、去离子水30-50 ;制备方法是将对甲苯磺酸加到4-6mol/l的盐酸溶液中,搅拌均匀形成混合溶液,再将纳米二氧化硅、蒙脱土加到混合溶液中超声分散30-50分钟,再加入对甲苯磺酸质量0.5-2倍的苯胺单体,冰水浴下搅拌1-2小时形成均匀乳液,再将过硫酸铵缓慢滴加到乳液中,继续搅拌反应3-4小时,减压抽滤,固体沉淀依次用去离子水和对甲苯磺酸洗涤成中性,80-90° C下真空干燥8-12小时,即可得到聚苯胺复合材料。2.根据权利要求1所述一种金银合金包覆秸杆基活性炭复合电极材料,其特征在于,由以下具体的步骤制成: Cl)将秸杆清洗干净后烘干,水分控制在20-25%左右,隔绝空气经过6-8小时常温物理炭化堆积得到生物质炭,再将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金银合金包覆秸秆基活性炭复合电极材料,其特征在于,由下列重量份的原料制成:四氯化锡2‑3、磷酸镍锂1‑2、偏钒酸铵2‑3、六次甲基四胺1‑2、三甲氧基硅烷1‑2、金银合金3‑4、聚苯胺复合材料3‑5、秸秆1000‑1200、无水氢氧化钾3‑5、去离子水5‑10;所述聚苯胺复合材料是由下列重量份的原料制成:对甲苯磺酸4‑6、盐酸6‑8、纳米二氧化硅3‑5、蒙脱土2‑4、苯胺8‑12、过硫酸铵0.4‑0.7、去离子水30‑50;制备方法是将对甲苯磺酸加到4‑6mol/l的盐酸溶液中,搅拌均匀形成混合溶液,再将纳米二氧化硅、蒙脱土加到混合溶液中超声分散30‑50分钟,再加入对甲苯磺酸质量0.5‑2倍的苯胺单体,冰水浴下搅拌1‑2小时形成均匀乳液,再将过硫酸铵缓慢滴加到乳液中,继续搅拌反应3‑4小时,减压抽滤,固体沉淀依次用去离子水和对甲苯磺酸洗涤成中性,80‑90°C下真空干燥8‑12小时,即可得到聚苯胺复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:洪术茂褚诗泉张和平
申请(专利权)人:安徽江威精密制造有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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