一种偶氮苯基超级电容器制造技术

本发明专利技术公开一种偶氮苯基超级电容器，所述偶氮苯基超级电容器包括工作电极、参比电极和对电极，及电解质，其中，所述工作电极的材料为偶氮苯基复合物Azo‑Cn，所述偶氮苯基复合物Azo‑Cn的结构式如下所示：

A Kind of Azophenyl Supercapacitor

The invention discloses an azobenzene supercapacitor. The azobenzene supercapacitor comprises a working electrode, a reference electrode and a pair of electrodes, and an electrolyte. The material of the working electrode is an azobenzene complex Azo Cn. The structure of the azobenzene complex Azo Cn is as follows:

【技术实现步骤摘要】
一种偶氮苯基超级电容器
本专利技术涉及超级电容器
，尤其涉及一种偶氮苯基超级电容器。
技术介绍
在近几年，超级电容器作为一种新型储能装置备受人们关注。其具有高功率密度、大比电容、循环寿命长等特点，与锂离子电池构成优势互补的两大类储能材料。一般而言，超级电容器分为双电层电容器和赝电容器。与双电层电容器相比，赝电容器由于其存在法拉第反应而具有更高的比电容和能量密度，使得其更具吸引力。MnO2是一种最常见的赝电容器电极材料，因为其具有非常高的比电容(>1370F/g)、环境友好、成本低等特征。但是MnO2的低电导率(10-5-10-6S·cm-1)使得它的倍率不高。为了进一步改善赝电容器的性能，开发出基于快速反应、电子传导性能优异、循环寿命高、高能量密度的赝电容电极新材料对高性能超级电容器的发展意义重大。偶氮苯是一种由氮氮双键连接着两个苯环的分子，其具有良好的光致异构特性和氧化还原特性，因此偶氮苯基衍生物常被作为氧化还原基质制备成修饰电极用于研制电化学及生物传感器。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种偶氮苯基超级电容器，旨在解决现有超级电容器电化学性能仍较低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种偶氮苯基超级电容器，包括工作电极、参比电极和对电极，及电解质，其中，所述工作电极的材料为偶氮苯基复合物Azo-Cn，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的结构式如下所示：所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的制备方法包括步骤：将等摩尔的化合物1和化合物2分别溶解在70℃热水中，然后在搅拌下将化合物2的水溶液逐滴滴加到化合物1的水溶液中至体系不再产生沉淀为止，过滤，洗涤，干燥，得到粗产物，再用无水乙醇对所述粗产物进行重结晶即得到所述偶氮苯基复合物Azo-Cn；所述化合物1的结构式如下所示：所述化合物2的结构式如下所示：其中n＝8，12，16。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述工作电极的制备方法包括步骤：称取偶氮苯基复合物Azo-Cn，添加导电剂和粘接剂，调成糊状，压合在载体上，烘烤制得所述工作电极。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述工作电极的制备方法具体包括步骤：称取1mg的偶氮苯基复合物Azo-Cn，添加4mg的导电剂和1mg的粘接剂，调成糊状，压合在载体上，100℃下烘烤5h制得所述工作电极。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述粘接剂为60wt％聚四氟乙烯水溶液。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述导电剂为乙炔黑。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述载体为泡沫镍片。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述泡沫镍片的尺寸大小为1cm×5cm。所述的偶氮苯基超级电容器，其中，所述参比电极为Ag/AgCl，所述对电极为Pt丝，所述电解质为Na2SO4。有益效果：本专利技术通过自组装手段，将含有偶氮苯基的水溶性的甲基橙分子与不同烷基链长的季铵盐通过离子自组装，获得一类亲疏水性可以通过尾链长短进行调控的偶氮苯基复合物，所述偶氮苯基复合物具有极佳的氧化还原特性和亲水性，其作为超级电容器电极材料，可以大大提高超级电容器的电化学性能。附图说明图1为本专利技术中偶氮苯基复合物Azo-Cn的电化学反应方程式。图2为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-Cn的合成反应式。图3为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-Cn在100mV·s-1的CV图。图4为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-Cn在100mV·s-1的比电容对比图。图5为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-C8在不同扫描速率下的CV图。图6为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-C8的比电容随着扫描速率的变化趋势图。图7为实施例1中不同电流密度下偶氮苯基复合物Azo-C8的恒流充放电曲线。图8为实施例1中偶氮苯基复合物Azo-C8的比电容对电流密度的依赖性示意图。图9为实施例1中电流密度为50A·g-1时偶氮苯基复合物Azo-C8的比电容保持率对循环次数的依赖性示意图。具体实施方式本专利技术提供一种偶氮苯基超级电容器，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种偶氮苯基超级电容器，包括工作电极、参比电极和对电极，及电解质，其中，所述工作电极的材料为偶氮苯基复合物Azo-Cn，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的结构式如下所示：本专利技术所述偶氮苯基复合物具有极佳的氧化还原特性和亲水性，其作为超级电容器电极材料，可以大大提高超级电容器的电化学性能，所述偶氮苯基复合物的电化学反应方程式如图1所示。具体地，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的制备方法包括步骤：将等摩尔的化合物1和化合物2分别溶解在70℃热水中，然后在搅拌下将化合物2的水溶液逐滴滴加到化合物1的水溶液中至体系不再产生沉淀为止，过滤，洗涤，干燥，得到粗产物，再用无水乙醇对所述粗产物进行重结晶即得到所述偶氮苯基复合物Azo-Cn；所述化合物1的结构式如下所示：所述化合物2的结构式如下所示：其中n＝8，12，16。本专利技术通过自组装手段，将含有偶氮苯基的水溶性的甲基橙分子(即化合物1)与不同烷基链长的季铵盐(即化合物2)通过离子自组装，获得一类亲疏水性可以通过尾链长短进行调控的所述偶氮苯基复合物。具体地，所述工作电极的制备方法包括步骤：称取偶氮苯基复合物Azo-Cn，添加导电剂和粘接剂，调成糊状，压合在载体上，烘烤制得所述工作电极。下面通过实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1、试剂甲基橙(分析纯)购自天津市大茂化学试剂厂；十六烷基三甲基溴化铵(分析纯)购自天津市大茂化学试剂厂；十二烷基三甲基溴化铵(纯度为99％)购自上海麦克林生化科技有限公司；辛烷基三甲基氯化铵(纯度为99％)购自上海麦克林生化科技有限公司；泡沫镍、聚四氟乙烯乳液，购自太原迎泽区力之源电池销售部；所有的实验用水均为Millipore超纯水。常用化学试剂和药品均为分析纯(A.R.)，通过标准纯化工序后使用。2、偶氮苯基复合物Azo-Cn(n＝8,12,16)的合成以复合物Azo-C8为例，其制备过程如下：将等摩尔的甲基橙(1.00g，3.06mmol)和辛烷基三甲基溴化铵(0.64g，3.06mmol)分别溶解在100mL和30mL的70℃热水中，然后在搅拌下将辛烷基三甲基氯化铵的水溶液逐滴滴加到甲基橙的水溶液中至体系不再产生沉淀为止。过滤，用热水洗涤沉淀几次，60℃真空干燥12h，得到黄色粉末，再用10倍无水乙醇对该粗产物进行重结晶即可得到偶氮苯基复合物Azo-C8。Azo-C12，Azo-C16复合物由同样方法制得。偶氮苯基复合物Azo-Cn(n＝8,12,16)的合成反应式如图2所示。3、Azo-Cn(n＝8,12,16)工作电极的制备工作电极的制备方法：配制0.02mg/μL偶氮苯基复合物Azo-Cn(n＝8,12,16)的三氯甲烷溶液，移取50μL溶液(即含1mg复合物)滴入4mg乙炔碳黑中超声分散1分钟再自然晾干，然后再添加1mg的胶水(60wt％聚四氟乙烯水溶液稀释成0.02mg/μL再移取50μL溶液)，调成糊状，压合在泡沫镍片(裁剪成1cm×5cm)上，100℃烘烤5小时制得工作电极。4、电化学测试采用CHI66本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偶氮苯基超级电容器，包括工作电极、参比电极和对电极，及电解质，其特征在于，所述工作电极的材料为偶氮苯基复合物Azo‑Cn，所述偶氮苯基复合物Azo‑Cn的结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种偶氮苯基超级电容器，包括工作电极、参比电极和对电极，及电解质，其特征在于，所述工作电极的材料为偶氮苯基复合物Azo-Cn，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的结构式如下所示：。2.根据权利要求1所述的偶氮苯基超级电容器，其特征在于，所述偶氮苯基复合物Azo-Cn的制备方法包括步骤：将等摩尔的化合物1和化合物2分别溶解在70℃热水中，然后在搅拌下将化合物2的水溶液逐滴滴加到化合物1的水溶液中至体系不再产生沉淀为止，过滤，洗涤，干燥，得到粗产物，再用无水乙醇对所述粗产物进行重结晶即得到所述偶氮苯基复合物Azo-Cn；所述化合物1的结构式如下所示：；所述化合物2的结构式如下所示：，其中n=8，12，16。3.根据权利要求1所述的偶氮苯基超级电容器，其特征在于，所述工作电极的制备方法包括步骤：称取偶氮苯基复合物Azo-Cn，添加导电剂和粘接剂，调成糊状，压合在...

【专利技术属性】
技术研发人员：常学义，邱永福，程志毓，范洪波，刘远全，
申请(专利权)人：东莞理工学院，广东比伦生活用纸有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44