一种在石墨烯表面吸附水解聚酰亚胺分子来提高比电容的方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种在石墨烯表面吸附水解聚酰亚胺分子来提高比电容的方法
本专利技术是关于一种在石墨烯表面吸附水解聚酰亚胺分子来提高比电容的方法，属于石墨烯基超级电容器领域，特别是一种引入赝电容成分来提高石墨烯电极比电容的技术。碳基超级电容器也叫做双电层电容，依赖离子在多孔电极表面的物理吸附和脱附来充放电。此专利技术将工业界常用的耐高温塑料聚酰亚胺薄膜进行水解，所释放到水中的有机小分子通过π-π相互作用而被吸附到石墨烯表面。此类有机分子在充放电过程中可与水系电解质发生可逆的氧化还原反应。这样，在吸附后石墨烯材料的重量增加约3％的情况下，其比电容增加量达到40％。该技术成本低，而且适合石墨烯基电容器的大尺寸和产业化制备。
技术介绍
超级电容器是介于传统电池和电容器之间的一种新型储能器件。虽然和化学电池一样同属于电化学储能范畴，但是超级电容器，亦被称为双电层电容，具有快速充放电、功率密度大、循环寿命长、绿色环保等优点。这些优点是离子电池所不具备，也使得超级电容器在某些应用方面胜过电池，例如电子点火装置、电动安全门的开启电源、电动汽车的大功率输出源，等等。而超级电容器的一个缺点是能量密度...
【技术保护点】
利用水解的聚酰亚胺分子对石墨烯进行表面功能化处理，并用来制备高性能的超级电容器电极材料，其特征在于材料的制备方法与步骤。1)制备混合溶液。将高浓度的液晶态氧化石墨烯与碳酸铵(或者硫酸铵、醋酸铵、尿素均可)和氯化钠按照1:3:3的质量比在水中均匀混合，调节氧化石墨烯浓度约6mg/mL,将溶液磁力搅拌和超声震荡之后静置3～5天，得到溶胶状稳定的混合分散液。2)溶液干燥成膜。将制备好混合分散液倒入方形平底槽的聚四氟乙烯模具内，并将液面刮平。随后将模具放入无尘柜里自然干燥，得到均匀厚度的复合薄膜。调节模具深度和尺寸，可以制备大尺寸和厚度的还原氧化石墨烯薄膜。3)将固态复合薄膜进行水...
【技术特征摘要】
1.利用水解的聚酰亚胺分子对石墨烯进行表面功能化处理，并用来制备高性能的超级电容器电极材料，其特征在于材料的制备方法与步骤。1)制备混合溶液。将高浓度的液晶态氧化石墨烯与碳酸铵(或者硫酸铵、醋酸铵、尿素均可)和氯化钠按照1:3:3的质量比在水中均匀混合，调节氧化石墨烯浓度约6mg/mL,将溶液磁力搅拌和超声震荡之后静置3～5天，得到溶胶状稳定的混合分散液。2)溶液干燥成膜。将制备好混合分散液倒入方形平底槽的聚四氟乙烯模具内，并将液面刮平。随后将模具放入无尘柜里自然干燥，得到均匀厚度的复合薄膜。调节模具深度和尺寸，可以制备大尺寸和厚度的还原氧化石墨烯薄膜。3)将固态复合薄膜进行水热还原。将自然干燥的复合薄膜放入装有100mL氨水浓度为1.5～3.5μL/mL(25％-28wt％氨水)的反应釜中，180℃水热还原3小时，随后自然冷却。取出薄膜后放入去离子水中。4)水解聚酰亚胺。将聚酰亚胺薄膜剪成小片，放入反应釜中，倒入pH～11的氨水溶液，密封后升温至180℃，高压水热处理4小时。自然冷却后将反应釜内的黄色溶液过滤。5)在石墨烯表面吸附水解的聚酰亚胺分子。将石墨烯膜浸没于含有水解聚酰亚胺...
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