一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用制造技术

本发明专利技术属于材料技术领域，公开了一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用。首先以镍纳米线为模板，通过化学气相沉积技术制备出三维石墨烯，然后用浓硝酸来改善三维石墨烯的亲水性，最后通过苯胺单体原位聚合的方法在三维石墨烯表面生长聚苯胺纳米线阵列。得到的聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯具有孔径小，强度高和电导高等特点，作为超级电容器电极材料时在电流密度为1 A/g下具有818 F/g的高比电容。组装成对称超级电容器后，在电流密度为1 A/g下充放电循环5000次后仍具有85%的电容保持率。

Preparation and Application of a Polyaniline Nanowire Array/Three-Dimensional Graphene

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用
本专利技术属于材料
，涉及一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用。
技术介绍
超级电容器又称电化学电容器，具有循环寿命长、充放电速度快和功率密度高等特点。三维石墨烯具有多孔结构，其具有较大的比表面积，同时也避免了石墨烯的团聚问题，是优异的超级电容器电极材料。目前所制备的三维石墨烯一部分为以氧化石墨烯为原料，采用水热法制备三维石墨烯水凝胶，其机械性能较好，但存在大量的缺陷；另一部分主要以泡沫镍为模版，采用化学气相沉积技术制备三维石墨烯，其性能优异，但是由于泡沫镍的孔径较大，制备出的三维石墨烯孔径较大，制备过程中石墨烯很容易塌陷，机械强度也不高。因此，设计制备小孔径机械性能好和性能优异的三维石墨烯是研究的关键。聚苯胺作为优异的导电高分子材料，具有高的理论比电容(2.0×103F/g)，柔韧性好且于合成等优点，是优异的超级电容器电极材料，但是自身的稳定性较差，因此将聚苯胺与碳材料结合是一种有效的策略，利用碳材料优异的稳定性和聚苯胺的赝电容性能来制备性能优异的超级电容器电极材料。综上所述，为了得到性能好且具有优异的机械性能的三维石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将 1.0 g 的镍纳米线填满圆形陶瓷模具（直径为 2 cm，高为 1 cm）并放置于高温管式炉的中心，然后在 H2/Ar 的气流下加热至 900～1100℃并退火 10～20 min 以获得三维镍模板，之后通入 CH4 气体 10～20 min 后将样品在 H2/Ar 气流下以 80～100℃/min 的速率冷却到室温，得到表面沉积石墨烯的三维镍样品；第二步：将上述样品放入 3～5 mol/L 盐酸中刻蚀镍模板，得到三维石墨烯；第三步：将上述制备的三维石墨烯在浓硝酸中浸泡 12~24 h；第四步：将三维石墨烯...

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺纳米线阵列/三维石墨烯的制备及应用，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将1.0g的镍纳米线填满圆形陶瓷模具（直径为2cm，高为1cm）并放置于高温管式炉的中心，然后在H2/Ar的气流下加热至900～1100℃并退火10～20min以获得三维镍模板，之后通入CH4气体10～20min后将样品在H2/Ar气流下以80～100℃/min的速率冷却到室温，得到表面沉积石墨烯的三维镍样品；第二步：将上述样品放入3～5mol/L盐酸中刻蚀镍模板，得到三维石墨烯；第三步：将上述制备的三维石墨烯在浓硝酸中浸泡12~24h；第四步：将三维石墨烯浸泡在含有苯胺的1mol/L硫酸溶液中搅拌浸泡3~5h，随后加入同等体积的含有过...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳红彦，张腾，高鑫，陈宏涛，吴鹏飞，郭鑫睿，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23