一步高温反应制备N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种极为简单的一步高温反应制备N‑石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法；以及将其应用于储能器件中，属于复合电极材料领域。该方法采用改良Hummers法将石墨氧化成氧化石墨烯，再将氧化石墨烯、氮前驱体和铁盐前驱体按设计的质量比配料并混合均匀，在气氛保护下，施加合适的高温使之反应一段时间，即可制得N‑石墨烯/Fe3O4复合电极材料。本发明专利技术的制备方法简单，原料来源广泛、成本低廉，有大规模生产的潜质。本发明专利技术方法制得的复合电极材料是应用于超级电容器和锂离子电池等储能器件中的优异电极材料；尤其是制备的超级电容器有着非常可观的比电容。

Preparation of N-Graphene/Fe3O4 Composite Electrode Material by One Step High Temperature Reaction

The invention provides a very simple one-step high temperature reaction method for preparing N graphene/Fe3O4 composite electrode material, and applies it to energy storage devices, belonging to the field of composite electrode material. In this method, graphite was oxidized to graphene oxide by modified Hummers method. Graphene oxide, nitrogen precursor and iron salt precursor were proportioned and mixed evenly according to the designed mass ratio. Under the protection of atmosphere, the N graphene/Fe3O4 composite electrode material could be prepared by applying appropriate high temperature to make it react for a period of time. The preparation method of the invention is simple, the raw material source is wide, the cost is low, and has the potential of large-scale production. The composite electrode material prepared by the method of the invention is an excellent electrode material used in energy storage devices such as supercapacitors and lithium-ion batteries, and in particular, the prepared supercapacitors have very considerable specific capacitance.

【技术实现步骤摘要】
一步高温反应制备N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法
本专利技术涉及N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料的制备技术，具体地涉及一种一步高温反应制备N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法和将其应用于储能器件中；属于复合电极材料

技术介绍
在当今越来越严重的环境污染和能源危机问题下，开发更加绿色环保的新型能源来代替对环境有较大危害的化石能源已经成了全世界范围内的大趋势，而将新型能源存储起来是其中最为关键的技术之一。为此，世界各国正在广泛研究各类储能技术，这就催生了一大批新型的储能器件。超级电容器就是其中的一种具有广泛应用前景的储能器件。不同于普通的充电电池以及传统的电容器，它有着容量大、功率密度高、工作温度范围宽和使用寿命长等多种突出优点，最近几年它已在电动汽车等领域有了大量的应用。作为超级电容器中最为关键的部分，电极材料的好坏会对超级电容器的性能造成巨大的影响，因此电极材料的选择显得十分重要。目前研究得最为广泛的超级电容器电极材料主要有导电聚合物电极材料、过渡金属氧化物电极材料以及碳电极材料。其中导电聚合物电极材料尽管初始比电容较大，但其电化学稳定性能不高，多次充放电循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一步高温反应制备N‑石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)采用改良的Hummers法将石墨氧化成氧化石墨烯；并将其干燥待用；(2)将步骤(1)干燥后的氧化石墨烯和铁盐前驱体以及氮前驱体按设计的质量比1：(1～40)：(0.1～6)配料，并置于容器中充分研磨混合均匀得混合物；(3)将步骤(2)所得混合物转移至管式炉中，在气氛保护下，并以10℃/min升温速率升温至目标反应温度600～900℃，然后再保温2～10小时；待炉内温度自然冷却至室温之后，即可制得N‑石墨烯/Fe3O4复合电极材料；(4)将步骤(3)制备的N‑石墨烯/Fe3O4复合电极材料与导电炭...

【技术特征摘要】
1.一种一步高温反应制备N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)采用改良的Hummers法将石墨氧化成氧化石墨烯；并将其干燥待用；(2)将步骤(1)干燥后的氧化石墨烯和铁盐前驱体以及氮前驱体按设计的质量比1：(1～40)：(0.1～6)配料，并置于容器中充分研磨混合均匀得混合物；(3)将步骤(2)所得混合物转移至管式炉中，在气氛保护下，并以10℃/min升温速率升温至目标反应温度600～900℃，然后再保温2～10小时；待炉内温度自然冷却至室温之后，即可制得N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料；(4)将步骤(3)制备的N-石墨烯/Fe3O4复合电极材料与导电炭黑以及聚四氟乙烯按8：1：1的质量比压制在泡沫镍上制作成电极，再用压片机压平后待用。2.根据权利要求1所述的一步高温反应制备N-石墨烯/Fe3O4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小红，苏思宇，张亮，赖柳琴，袁娇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51