The invention relates to a preparation method and application of thiourea aldehyde/polypyrrole composite based carbon electrode material. The preparation steps are as follows: a certain amount of polypyrrole is dispersed in deionized water for 2 h under ultrasound; a certain amount of thiourea and formaldehyde solution is added into the polypyrrole dispersion solution for 5 min under ultrasound and the reaction liquid is stirred mechanically; the reaction liquid is heated to 40-65 C, and a certain amount of concentrated hydrochloric acid solution is added to the reaction solution for 2-5 H. The product is filtered and washed with deionized water and anhydrous ethanol. The powdered thiourea aldehyde/polypyrrole composites were obtained by drying polyester products in oven, and thiourea aldehyde/polypyrrole composites were prepared by carbonization in argon atmosphere. The thiourea aldehyde/polypyrrole composite carbon electrode material prepared by the invention has the advantages of stable structure, excellent electrochemical performance and good cycling performance, and is very suitable for the application of the electrode material in the field of supercapacitors.
【技术实现步骤摘要】
一种硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备和应用
本专利技术属于新能源电子材料
,涉及一种硫脲醛/聚吡咯复合炭电极材料的制备方法和应用。
技术介绍
现今社会面临严重的能源危机,为解决能源问题,各国展开了多元化的研究。这些研究总体讲可归为开源节流。一方面,寻找新型能量来源,比如太阳能、风能、水能、地热等,这些能源多为绿色可持续能源;另一方面,开发新型储能器件,比如新型锂(钠、钾)离子电池、超级电容器等,这些器件相比传统储能器件通常具有较高的能量密度或功率密度,工作效率更高。碳材料作为一种价格低廉,存在形式多样的传统材料,在各个领域均具有非常重要的应用价值。其中在电极材料应用领域,碳材料受到了广大研究工作者的一致青睐。一般来讲,碳材料具有多种存在形式,像活性炭、模板碳、碳纳米管以及聚合物基炭等,其均具有各自的优势并成功应用于各个领域。聚合物基炭材料是一种以高分子聚合物基材料作为前驱体,经过高温碳化之后得到的材料。一般来说,聚合物材料的微观形貌经过碳化会很大程度上能够得以保留,若没有经过特殊形貌设计,聚合物基炭材料的比表面积相对较小,而且碳材料与水溶液的亲和性较差,进而可产生双电层电容的有效比表面积会进一步降低。为了增强碳材料的亲水性,在碳材料表面增加亲水官能团或者对碳材料进行掺杂是较常用的方法。常见的杂原子为N、S、P等元素,它们不仅能够改善材料的表面润湿性,还能为碳材料引入赝电容,为电解质离子提供活性位点,有利于碳材料电化学性能的提升。Zhou等人制备的N、S掺杂超微孔炭超级电容器电极材料在0.2A/g的电流密度下的比电容值为250F/g(ZhouJ ...
【技术保护点】
1.一种硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备方法,包括步骤如下:(1)取0.05 g~0.15 g聚吡咯分散于100 ml去离子水中,超声2 h;(2)取一定量的硫脲和甲醛水溶液加入到步骤(1)中的聚吡咯分散液中,超声5 min,机械搅拌反应液,其中硫脲与甲醛比例为1~3:1;(3)将步骤(2)反应液加热至40~65 ℃,向其中加入一定量的浓盐酸溶液,反应2~5 h,将产物抽滤,使用去离子水和无水乙醇洗涤产物,在40 ℃的烘箱中烘干,得到粉末状硫脲醛/聚吡咯复合材料;(4)将步骤(3)得到的复合材料在氩气氛围中于600~850 ℃温度下碳化1~4 h,升温速率为2 ℃/min,得到硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料。
【技术特征摘要】
1.一种硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备方法,包括步骤如下:(1)取0.05g~0.15g聚吡咯分散于100ml去离子水中,超声2h;(2)取一定量的硫脲和甲醛水溶液加入到步骤(1)中的聚吡咯分散液中,超声5min,机械搅拌反应液,其中硫脲与甲醛比例为1~3:1;(3)将步骤(2)反应液加热至40~65℃,向其中加入一定量的浓盐酸溶液,反应2~5h,将产物抽滤,使用去离子水和无水乙醇洗涤产物,在40℃的烘箱中烘干,得到粉末状硫脲醛/聚吡咯复合材料;(4)将步骤(3)得到的复合材料在氩气氛围中于600~850℃温度下碳化1~4h,升温速率为2℃/min,得到硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料。2.根据权利要求1所述的硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的聚吡咯用量为0.12g。3.根据权利要求1所述的硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中硫脲与甲醛比例为3:1。4.根据权利要求1所述的硫脲醛/聚吡咯复合材料基炭电极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中...
【专利技术属性】
技术研发人员:李梅,盖中胜,姜丰,
申请(专利权)人:齐鲁工业大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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