聚苯胺－磺化石墨烯复合材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了聚苯胺－磺化石墨烯复合材料及其应用，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。在进行使用时，再与聚偏氟乙烯、乙炔黑进行研磨均匀，采用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。本发明专利技术的技术方案制得的复合电极材料，具有倍率性能优异，循环稳定性好，比电容高等优点，适合用于超级电容器电极材料。

Polyaniline sulfonated graphene composite and its application

The present invention discloses polyaniline sulfonated graphene composite material and its application. Polyaniline and sulfonated graphene composite material is synthesized by in-situ mixing polymerization of aniline monomer and sulfonated graphene. In use, with polyvinylidene fluoride, acetylene black grinding evenly, using 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 composite electrode material prepared by the technical proposal of the invention has the advantages of high rate performance, good cycle stability, high specific capacitance, etc., and is suitable for the electrode material of supercapacitors.

【技术实现步骤摘要】
聚苯胺－磺化石墨烯复合材料及其应用本专利技术申请是母案申请“具有优异倍率性能复合电极材料及其制备方法”的分案申请，母案申请的申请日为2013年12月2日，申请号为2013106366271。
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的制备方法。
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剂或聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚苯胺－磺化石墨烯复合材料，其特征在于，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，按照下述步骤进行制备：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，再向其中滴加过硫酸铵水溶液，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，得到复合材料。

【技术特征摘要】
1.聚苯胺－磺化石墨烯复合材料，其特征在于，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，按照下述步骤进行制备：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，再向其中滴加过硫酸铵水溶液，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，得到复合材料。2.根据权利要求1所述的聚苯胺－磺化石墨烯复合材料，其特征在于，在所述步骤1中，磺化石墨烯溶解在一定量的去离子水中，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。3.根据权利要求1所述的聚苯胺－磺化石墨烯复合材料，其特征在于，在所述步骤2中，将苯胺单体加入到上述溶液中，之后再继续超声1～3h，然后在冰浴下恒速搅拌12h。逐滴滴加过硫酸铵水溶液，在0.5h～1h内滴加完毕，然后继续反应4～6h。4.根据权利要求1所述的聚苯胺－磺化石墨烯复合材料，其特征在于，在所述步骤2中，聚合结束后，用去离子水和乙醇反复洗涤产物直至滤液颜色为无色以去除残留的单体和引发剂等；最后将得到的产物在60℃下真空干燥20～24h，得到聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，其中苯胺单体和过硫酸铵的摩尔比保持为1：1，所述磺化石墨烯和苯胺单体的质量比范围为(1：100)—(1：1)，优选(1：50)—(1：10)。5.聚苯胺－磺化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，原位聚合合成聚苯胺/磺化石墨烯复合材料，按照下述步骤进行制备：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，再向其中滴加过硫酸铵水溶液，...

【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