氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法及其电极和应用技术

本发明专利技术属于石墨烯超级电容器电极材料的制备技术领域，具体涉及到一种氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法及其电极和应用。本发明专利技术的技术方法如下：在氧化石墨烯水溶液中加入尿素和过氧化氢，超声均匀，采用一步水热反应法的制备工艺，经冷冻干燥，得到氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶。将活性物质、粘结剂及导电炭黑按照一定比例混匀后压片，制备出电极。本发明专利技术制备的电极材料具有较大的比电容，在污水处理等领域具有广阔的应用前景。在污水处理等领域具有广阔的应用前景。在污水处理等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法及其电极和应用


[0001]本专利技术属于石墨烯超级电容器电极材料的制备
，具体涉及到一种氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法及其电极和应用。

技术介绍

[0002]目前，全球水资源分布中有97％的是海水、3％的淡水，而人类可取用的地表淡水仅为0.3％，随着工业的发展，淡水资源也被逐年污染，世界上约有十分之一的人口无法获得洁净的饮用水，促使人们认识到如何合理利用淡水资源以及对污水处理的重要性。现如今，相对成熟的脱盐技术主要有反渗透(RO)、电渗析(EDI)以及多级闪蒸(MSF)等，但是这些技术在大规模商业化应用上存在一些不足，RO和EDI中的膜成本较高，而MSF需要高能耗，同时效率较低，因此开发一种低成本、低能耗、高效率以及环保型水处理技术是解决淡水资源短缺的关键。电容去离子(CDI)技术是基于超级电容器发展的脱盐技术，采用对称的活性材料为电极，在静电场的作用下，溶液中的正负离子被相应的吸附到负、正极表面，从而实现脱盐，这种技术不仅能耗低(通常每对电极施加电压小于1.2V)，而且没有化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将过氧化氢水溶液滴加到氧化石墨烯水悬浮溶液中，搅拌均匀，然后添加尿素，并搅拌均匀，得均匀水溶液；(2)将步骤(2)的均匀水溶液，利用水热反应得到水凝胶，然后将水凝胶进行冷冻干燥处理，即得到所述氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料。2.根据权利要求1所述的氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的氧化石墨烯是以鳞片石墨为原料，通过Hummers方法制得。3.根据权利要求1所述的氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的氧化石墨烯水悬浮溶液的浓度为1.5mg/mL
‑
3.5mg/mL。4.根据权利要求1所述的氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的过氧化氢水溶液的浓度为1mg/mL
‑
3mg/mL，过氧化氢与氧化石墨烯的质量比为(0.05
‑
0.1)：1。5.根据权利要求1所述的氮掺杂三维多孔石墨烯水凝胶电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的搅拌转速为1000rpm
‑
1500rpm，搅拌时间为10min
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦春，周银杰，刘石，李炳健，张鑫，徐茜茜，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：