氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：1)热致相分离法制备聚丙烯腈多孔纳米纤维；2)氧化石墨烯接枝聚噻吩的制备；3)聚吡咯烷酮为表面活性剂，醇热法制备ZIF

Preparation of nitrogen sulfur Co doped graphene based composite porous aerogel

【技术实现步骤摘要】
氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶的制备方法，属于属于复合材料和电化学领域。

技术介绍

[0002]石墨烯气凝胶是一种高强度氧化气凝胶，具有高弹性、强吸附的特点，广泛应用于通信、吸附材料、传感器、淬火和电极等领域。目前高强度氧化石墨烯气凝胶的制备方法，主要包括如下步骤，首先将氧化石墨烯分散在去离子水中，制备成浓度为0.1
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10mg/mL分散液；将分散液加入水热反应釜中100
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200℃反应约10h，得到氧化石墨烯水凝胶，最后将氧化石墨烯水凝胶放入氨水中，浸泡24h，冷冻干燥得到高强度气凝胶。由于氧化石墨烯气凝胶具有的大比表面积、高孔隙率和良好的导电性，使其广泛应用于超级电容器的电极材料。然而石墨烯在使用过程中容易发生堆叠等现象，大大影响其比电容和能量密度。为了进一步提高氧化石墨烯的比电容，常常采用对氧化石墨烯气凝胶混改性。例如宋慧敏等人以对苯醌作为氧化还原活性剂，使用水热法制备聚吡咯/石墨烯水凝胶，冷冻干燥后制备得到氧化还原活性复合气凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：利用热致相分离法制备聚丙烯腈多孔纳米纤维；将硝酸锌和2
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甲基咪唑加入甲醇溶剂中，后加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌反应、静置、离心、干燥后，将产物在氮气保护条件下，以5～10℃/min的速度从25℃升温至300～350℃，恒温3～5h，自然冷却得到ZIF
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8金属有机框架；制备氧化石墨烯接枝聚噻唑；将所述聚丙烯腈多孔纳米纤维、氧化石墨烯接枝聚噻唑分散在去离子水中，后加入ZIF
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8金属有机框架，持续超声分散和搅拌得到聚丙烯腈多孔纳米纤维/氧化石墨烯接枝聚噻唑/ZIF
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8分散液；将聚丙烯腈多孔纳米纤维/氧化石墨烯接枝聚噻唑/ZIF
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8分散液倒入模具中，依次液氮冷冻处理、冷冻干燥得到聚丙烯腈多孔纳米纤维/氧化石墨烯接枝聚噻唑/ZIF
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8气凝胶；将所述聚丙烯腈多孔纳米纤维/氧化石墨烯接枝聚噻唑/ZIF
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8气凝胶，在氮气保护下从25℃升温至250～300℃，保温2～3h，接着从250～300℃升温至900～1000℃，保温10～15h，得到碳纤维/氮硫共掺杂石墨烯/多孔碳复合多孔气凝胶，即所述的氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶材料。2.如权利要求1所述的氮硫共掺杂石墨烯基复合多孔气凝胶的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈多孔纳米纤维的制备方法为：将聚丙烯腈溶解在二甲亚砜中，后加入正硅酸四乙酯和冰醋酸得到前驱体溶液；将所述前驱体溶液在
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40～
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10℃下冷冻100～200min，除去溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞来，丁晓红，赵升云，胡家朋，徐婕，穆寄林，赵瑨云，付兴平，
申请(专利权)人：武夷学院，
类型：发明
国别省市：