聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法，以苯胺单体和磺化石墨烯充分混合均匀，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，并使用硫酸进行掺杂，将复合材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯进行混合，使用N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，将浆料涂覆在集流体不锈钢片上干燥，即可得到复合电极材料。本发明专利技术制备方法过程简单，快速和环保，其制得的复合电极材料，具有比电容高，倍率性能优异，循环稳定性好等优点，适合用于超级电容器电极材料。

Preparation method of polyaniline sulfonated graphene composite electrode material

The invention discloses a method for preparing polyaniline and sulfonated graphene composite electrode material, using aniline monomers and sulfonated graphene fully mixed, synthesis of Polyaniline / sulfonated graphene composite in situ polymerization and doping using sulfuric acid, composite materials, acetylene black and PVDF were mixed with N methyl pyrrolidone as the solvent, the slurry is coated on the collector of the stainless steel sheet can be obtained by drying, composite electrode material. The preparation method of the invention has the advantages of simple process, fast and environmentally friendly, the prepared composite electrode materials, with high specific capacitance, excellent rate capability, has the advantages of good cycle stability, suitable for supercapacitor electrode materials.

【技术实现步骤摘要】
聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法本专利技术申请是母案申请“聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料及其制备方法”的分案申请，母案申请的申请号为2013106366267，申请日为2013年12月2日。
本专利技术属于储能材料
，更加具体地说，涉及一种聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料及其制备方法。
技术介绍
电化学超级电容器作为一种新型储能元件，因其比功率大、储存能力强、充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点受到了广泛的关注。常见的用于聚苯胺掺杂酸包括无机小分子质子酸(盐酸、硫酸、高氯酸等)和分子质量较大，尺寸较大的有机功能质子磺酸(对甲基苯磺酸、磺基水杨酸、十二烷基苯磺酸等)。当尺寸较大的对阴离子掺杂到聚苯胺中，可以降低其分子间相互作用力，聚苯胺分子以伸展链构象存在，结果有利于其电荷离域化，增大链间电导率，使聚苯胺样品电导率增大。并且可以在苯胺单体聚合时充当模板的作用。Samulski等人采用硼氢化钠还原、对氨基苯磺酸重氮盐磺化和水合肼还原三步法制备得到分散性和共轭结构均较好的有机功能磺酸——磺化石墨烯，其表面接有的磺酸基团为一个强水溶性的强酸性基团，有利于磺化石墨烯在有机溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于，以苯胺单体和磺化石墨烯充分混合均匀，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，聚苯胺趋向于在磺化石墨烯表面进行生长，形成纤维状聚苯胺，磺化石墨烯和聚苯胺复合后形成了层状结构，按照下述步骤进行：步骤1，将磺化石墨烯在去离子水中分散均匀。步骤2，聚苯胺—磺化石墨烯复合材料的制备，将苯胺单体加入步骤1分散均匀的溶液中，继续超声分散，并在冰浴下恒速搅拌，再向其中滴加硫酸铵水溶液，在0.5h～1h内滴加完毕，在冰浴下继续反应4～6h，聚合后清洗干燥，得到前驱体，之后再将前驱体分散在硫酸水溶液中，搅拌浸泡使硫酸对前驱体进行充分掺杂，之后进行过滤得到聚苯胺...

【技术特征摘要】
1.聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于，以苯胺单体和磺化石墨烯充分混合均匀，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，聚苯胺趋向于在磺化石墨烯表面进行生长，形成纤维状聚苯胺，磺化石墨烯和聚苯胺复合后形成了层状结构，按照下述步骤进行：步骤1，将磺化石墨烯在去离子水中分散均匀。步骤2，聚苯胺—磺化石墨烯复合材料的制备，将苯胺单体加入步骤1分散均匀的溶液中，继续超声分散，并在冰浴下恒速搅拌，再向其中滴加硫酸铵水溶液，在0.5h～1h内滴加完毕，在冰浴下继续反应4～6h，聚合后清洗干燥，得到前驱体，之后再将前驱体分散在硫酸水溶液中，搅拌浸泡使硫酸对前驱体进行充分掺杂，之后进行过滤得到聚苯胺—磺化石墨烯复合材料；步骤3，制备复合电极，将聚偏氟乙烯溶解在N-甲基吡咯烷酮中配成浓度50～100mg/ml的溶液，按照质量比聚苯胺—磺化石墨烯复合材料：乙炔黑：聚偏氟乙烯＝80：(10—15)：(10—5)的比例分别量取相应物质，研磨均匀，将浆料涂覆在集流体不锈钢片上干燥，即得到聚苯胺－磺化石墨烯复合电极材料。2.根据权利要求1所述的聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯选择规格牌号761的PVDF。3.根据权利要求1所述的聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，磺化石墨烯溶解在去离子水中，使用超声波细胞粉碎机功率200W在冰浴环境下超声分散3～5h使其分散均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：封伟，张青青，冯奕钰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12