一种含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含超支化结构的偶氮苯‑石墨烯储能材料的制备方法。首先，在石墨烯表面硅烷偶联引入伯胺基团，再将其通过迈克尔加成反应先后与聚二季戊四醇六丙烯酸酯和三(2‑氨基)乙胺以树枝状生长的方式层层接枝，重复该迈克尔加成反应得到表面含大量伯胺基团的树枝状超支化石墨烯杂化物，最后通过与偶氮苯共价接枝得到最终产物。本发明专利技术的新颖性在于：首次将超支化结构引入到偶氮苯‑石墨烯储能体系，该储能材料的存储性能随超支化结构的树枝状生长逐渐提高。含三层超支化结构储能材料的存储能量密度高达104W h kg

Preparation of an azobenzene-graphene energy storage material with hyperbranched structure

The invention relates to a preparation method of azobenzene graphene energy storage material with hyperbranched structure. Firstly, silane coupling on graphene surface was introduced into primary amine group, and then it was grafted with poly (pentaerythritol hexaacrylate) and tri (2 amino) ethylamine layer by layer through Michael addition reaction. After repeated Michael addition reaction, dendritic hyperbranched graphene hybrids with a large number of primary amine groups on the surface were obtained. Finally, the dendritic hyperbranched graphene hybrids were covalently grafted with azobenzene. To the final product. The invention is novel in that the hyperbranched structure is introduced into the azobenzene graphene energy storage system for the first time, and the storage performance of the energy storage material increases gradually with the dendritic growth of the hyperbranched structure. Storage energy density of energy storage materials with three-layer hyperbranched structure is up to 104W h kg

【技术实现步骤摘要】
一种含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料的制备方法
本专利技术属于新能源材料领域，提供了一种含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料的制备方法。
技术介绍
随着世界经济的快速发展，化石能源日益短缺，亟需开发新能源来满足日益增长的全球能源需求。太阳能热存储材料是一种封闭可逆的循环系统，同时有太阳能无污染、可再生、源源不绝的特点，存在很重要的研究价值和应用前景。分子级光储热材料如协同转换型降冰片二烯、富瓦烯金属化合物和顺反异构型偶氮苯，可以有效实现太阳能存储转化而被广泛关注。其中由于协同转换型分子合成困难和有机金属化合物价格昂贵，极大的限制了其实际应用。偶氮苯分子由于具有可逆的光致异构化，易于合成等优点被认为是最具有潜力的光储热分子。在紫外光照射下,处于反式构型的偶氮苯会转变为顺式构型，之后在可见光或热的条件下,顺式构型回复到反式构型。两种构型之间存在能量的差异,由反式过渡到顺式能够储存能量,反之能够释放热量。但是较低的能量密度和较短的半衰期限制了偶氮苯分子在光储热方面的应用。本专利技术设计了一种新型含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料，通过树枝状生长的超支化结构来提升储能材料的存储性能。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含超支化结构的偶氮苯‑石墨烯储能材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤一：超支化石墨烯杂化物的制备：将石墨烯超声分散在无水乙醇和去离子水的混合溶液中，逐滴加入三氨基丙基三乙氧基硅烷，然后在60‑80℃的油浴锅中搅拌反应，冷凝回流8‑12h；产物分别用去离子水和无水乙醇抽滤洗涤多次以除去未反应的偶联剂，在40‑60℃下真空干燥12‑24h得到产物；将该产物与聚二季戊四醇六丙烯酸酯的乙醇溶液在室温下通过迈克尔加成反应搅拌3‑5h,经过无水乙醇多次洗涤除去未反应的聚二季戊四醇六丙烯酸酯，真空干燥后得到含碳碳双键的超支化石墨烯杂化物；最后将此石墨烯杂化物分散在多元胺如三(2‑氨基)乙胺...

【技术特征摘要】
1.一种含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤一：超支化石墨烯杂化物的制备：将石墨烯超声分散在无水乙醇和去离子水的混合溶液中，逐滴加入三氨基丙基三乙氧基硅烷，然后在60-80℃的油浴锅中搅拌反应，冷凝回流8-12h；产物分别用去离子水和无水乙醇抽滤洗涤多次以除去未反应的偶联剂，在40-60℃下真空干燥12-24h得到产物；将该产物与聚二季戊四醇六丙烯酸酯的乙醇溶液在室温下通过迈克尔加成反应搅拌3-5h,经过无水乙醇多次洗涤除去未反应的聚二季戊四醇六丙烯酸酯，真空干燥后得到含碳碳双键的超支化石墨烯杂化物；最后将此石墨烯杂化物分散在多元胺如三(2-氨基)乙胺的无水乙醇中，室温搅拌反应3-5h，过量的三(2-氨基)乙胺经无水乙醇抽滤洗涤多次后除去，得到表面含伯胺的超支化石墨烯杂化物；重复上述迈克尔加成反应进行层层组装得到表面含大量伯胺的不同超支化层数的石墨烯杂化物；步骤二：丙烯酰胺偶氮苯的制备：将苯胺、浓盐酸加入到烧瓶中搅拌溶解；在0℃下，缓慢滴加NaNO2的冷水溶液，温度始终控制在0-5℃至沉淀物溶解，过滤得到重氮盐溶液，冷却备用；将上述重氮盐溶液缓慢滴加到苯胺水溶液中，同时不断用饱和NaCO3溶液调节PH始终维持在5-6，过滤得到中间产物；将中间产物溶于乙醇，加入苯胺盐酸盐，搅拌加热至30-35℃，反应3-5h；将反应产物滴入冰水中沉淀3-5次，抽滤，产物真空干燥后用乙醇重结晶得到4-氨基偶氮苯；将4-氨基偶氮苯和三乙胺溶解在无水四氢呋喃中，在0℃下搅拌10-30min,然后逐滴缓慢加入丙烯酰氯与无水四氢呋喃的混合溶液，滴加完毕后，保持反应在0-5℃下搅拌反应6-8h；产物过滤除去三乙胺盐，将滤液在大量冷水中沉淀3-5次以除去过量的丙烯酰氯和三乙胺，最终产物在40-60℃真空干燥得到丙烯酰胺偶氮苯；步骤三：含超支化结构的偶氮苯-石墨烯储能材料的制备：将丙烯酰胺偶氮苯与表面含伯胺的石墨烯杂化物在50-60℃的无水乙醇溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国杰，徐兴堂，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11