一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法技术

一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，本发明专利技术属于超级电容器电极材料领域，具体涉及一种具有高比表面积和高比容量的石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法。本发明专利技术是要解决现有金属氧化物作为超级电容器电极，材料存在充放电过程中体积易膨胀的问题。发明专利技术一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法包括以下步骤：一、以膨胀石墨作为原料，采用插层法制备氧化石墨烯；二、以氧化石墨烯为原料，采用水热法制备石墨烯/ZnO/NiO复合材料。本发明专利技术用于超级电容器。

Preparation of a Graphene/ZnO/NiO Composite

The invention relates to a preparation method of graphene/ZnO/NiO composite material, which belongs to the field of supercapacitor electrode material, in particular to a preparation method of graphene/ZnO/NiO composite material with high specific surface area and high specific capacity. The invention aims to solve the problem that the volume of the existing metal oxide is easy to expand during charging and discharging as the electrode of the supercapacitor. The preparation method of a graphene/ZnO/NiO composite includes the following steps: firstly, using expanded graphite as raw material, graphene oxide is prepared by intercalation method; secondly, graphene/ZnO/NiO composite is prepared by hydrothermal method using graphene oxide as raw material. The invention is used for supercapacitors.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法
本专利技术属于超级电容器电极材料领域，具体涉及一种具有高比表面积和高比容量的石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法。
技术介绍
从1957年Becker申请了活性炭作电极材料的双电层电容器专利到现在，几十年来超级电容器在新能源领域不断发展，为人类带来了显著的经济效益和社会效益，因此成为各国的研究重点。随着超级电容器性能的优化和应用领域的不断扩展，超级电容器的市场还会进一步膨胀，具有非常广阔的市场前景。电极材料的组成和结构是决定超级电容器性能的核心因素，因此寻求合成具有高比能量、高比功率和更长寿命的电极材料是研究的重点。目前用于制备电极材料的主要可以分为三类：碳材料(如活性炭、炭黑、碳纤维等)，金属氧化物材料(如RuO2，MnO2，NiO，Co3O4及相关氢氧化物等)、导电聚合物材料(据聚吡咯、聚噻吩等)及复合电极材料。为了进一步提高超级电容器的性质，电极材料的开发可基于以下两个方面：(1)材料的复合化：利用不同材料间的协同作用，通过不同材料间的复合、掺杂等方式，以期得到性能优异的电极材料。(2)材料的纳米化：纳米材料不仅具有高的比表面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于该方法，包括以下步骤：一、以膨胀石墨作为原料，采用插层法制备氧化石墨烯；二、以氧化石墨烯为原料，采用水热法制备石墨烯/ZnO/NiO复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于该方法，包括以下步骤：一、以膨胀石墨作为原料，采用插层法制备氧化石墨烯；二、以氧化石墨烯为原料，采用水热法制备石墨烯/ZnO/NiO复合材料。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述膨胀石墨是通过烧结可膨胀石墨得到的，膨胀倍率为300mL/g～500mL/g。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于所述烧结是在温度为1000～1200℃的马弗炉中进行的。4.根据权利要求2或3所述的一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于所述可膨胀石墨是将石墨、高锰酸钾和高氯酸均匀混合，在温度为20℃～60℃条件下，磁力搅拌反应40～90min后停止反应，完成氧化插层处理；然后向其中加入H2O2还原过量的KMnO4，过滤，水洗至中性，在温度为60℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述石墨与高锰酸钾的质量比为1:(0.3～0.5)；所述石墨与高氯酸的质量比为1:(5～7)。5.根据权利要求4所述的一种石墨烯/ZnO/NiO复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述以膨胀石墨作为原料，采用插层法制备氧化石墨烯具体按以下步骤进行：将膨胀石墨、硝酸钠和浓硫酸在冰水浴中搅拌20～40min，之后投入高锰酸钾并将反应温度升至30～40℃保持温度3～5h，随后加入去离子水并将反应温度从30～40℃升至80～90℃反应2～4h，最后再将反应温度从80～90℃降至室温后向反应液中加入过氧化氢，产物采用浓盐酸和水洗涤至中性后，利用微波消解、烘干，得到氧化石墨烯；所述膨胀石墨与硝酸钠的质量比为1:(0.4～0.8)；所述膨胀石墨的质量与浓硫酸的体积比为1g:(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，何冬青，刘洪成，王珏，于倩，阚侃，于平，王丽杰，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院高技术研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23