一种基于氧化钛纳米管的超级电容器电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化钛纳米管的超级电容器电极及其制备方法。室温下，将阳极氧化制备的TiO2纳米管或各种形貌改性的TiO2纳米管进行退火处理，并在氢氧化钾溶液中进行电化学还原掺杂，然后在H2O2水溶液中浸泡一定时间，最后将浸泡处理的TiO2电极应用于超级电容器的制备。这种方法无需特殊设备，通过碱性溶液中的电化学掺杂处理，提高TiO2电极的导电性和电容。通过H2O2水溶液的浸泡处理，使晶态TiO2表面部分晶体转变为非晶，这种非晶包覆晶体的结构有利于掺杂态的稳定，从而提高TiO2电极电容循环的稳定性；本发明专利技术通过碱性溶液中的电化学掺杂处理结合H2O2水溶液浸泡，使基于氧化钛纳米管的超级电容器循环寿命大幅提高，从而更好地应用于电化学储能领域。

Supercapacitor electrode based on titanium dioxide nanotubes and preparation method thereof

The invention discloses a supercapacitor electrode based on titanium dioxide nanotubes and a preparation method thereof. At room temperature, the anodized titanium dioxide nanotubes or morphologically modified titanium dioxide nanotubes were annealed, electrochemically reduced and doped in potassium hydroxide solution, and then immersed in H2O2 solution for a certain time. Finally, the immersed titanium dioxide electrode was applied to the preparation of supercapacitors. This method can improve the conductivity and capacitance of the titanium dioxide electrode by electrochemical doping in alkaline solution without special equipment. Some crystals on the surface of crystalline titanium dioxide are transformed into amorphous by soaking in H2O2 aqueous solution, and the structure of the amorphous coated crystals is beneficial to the stability of the doped state, thereby improving the stability of the capacitive cycle of the titanium dioxide electrode; the present invention is based on titanium oxide by electrochemical doping in alkaline solution and soaking in H2O2 aqueous solution. The cycle life of nanotube supercapacitors has been greatly improved, so that they can be better used in the field of electrochemical energy storage.

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化钛纳米管的超级电容器电极及其制备方法
本专利技术属于电化学
，涉及一种简便、廉价、高循环寿命的基于氧化钛纳米管的超级电容器电极及其制备方法。
技术介绍
氧化钛是一种n型宽禁带半导体材料，其禁带宽度为3.0~3.2eV，具有独特的物理化学性能。最近随着纳米材料制备技术的不断创新发展，纳米结构的氧化钛引起人们的广泛关注。其中，氧化钛纳米管因具有更大的比表面积和比表面能，更好的吸附能力和独特的电子传输路径，使其在染料敏化太阳能电池、光催化、超级电容器等领域有广阔的应用前景。尤其对于阳极氧化法制备的氧化钛纳米管，因为是在钛基体上原位生成，钛基体可直接作为集流体，无需粘结剂即可作为超级电容器电极使用，因此，近年来氧化钛纳米管超级电容器电极材料的应用研究逐渐受到重视。然而，和其他超级电容器电极材料相比，氧化钛纳米管材料的比容较低，不能满足超级电容器的应用要求。为此，人们采用各种方法来提高氧化钛材料的比容，目前主要有两大类方法：掺杂和增大比表面积。例如，朱绪飞等公开了一种提高氧化钛材料比容的方法（专利201310095453.2）：对氧化钛电极进行反向加电压处理，实现对氧化钛的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于氧化钛纳米管的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对TiO2纳米管或微观形貌改性处理的TiO2纳米管进行退火处理，得到晶态TiO2纳米管；第二步，以晶态TiO2纳米管为工作电极，石墨片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系中，以氢氧化钾溶液为电解液，通过循环伏安法进行电化学掺杂处理，得到基于氧化钛纳米管的超级电容器电极，其中，工作电极和对电极的两电极间距为2.5 cm，循环伏安的电位范围为‑1.6 V~0 V，扫速为100mV/s，氢氧化钾溶液的浓度为2M~6M，扫描圈数为5~20圈；第三步，将得到的基于氧化钛纳米管的超级电容器电极在质量分数为10%~30...

【技术特征摘要】
1.基于氧化钛纳米管的超级电容器电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对TiO2纳米管或微观形貌改性处理的TiO2纳米管进行退火处理，得到晶态TiO2纳米管；第二步，以晶态TiO2纳米管为工作电极，石墨片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系中，以氢氧化钾溶液为电解液，通过循环伏安法进行电化学掺杂处理，得到基于氧化钛纳米管的超级电容器电极，其中，工作电极和对电极的两电极间距为2.5cm，循环伏安的电位范围为-1.6V~0V，扫速为100mV/s，氢氧化钾溶液的浓度为2M~6M，扫描圈数为5~20圈；第三步，将得到的基于氧化钛纳米管的超级电容器电极在质量分数为10%~...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子星，陈莹，崔惠敏，朱绪飞，卢思彤，宋晔，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32