一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法和在超级电容器中的应用技术

本发明专利技术公开了一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法和在超级电容器中的应用。所述的复合纳米片是是由两种Co

【技术实现步骤摘要】
一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法和在超级电容器中的应用


[0001]本专利技术属于超级电容器领域，本专利技术公开了一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法和在超级电容器中的应用。

技术介绍

[0002]超级电容器作为一种新型的储能器件，因具有安全性好，功率密度高，充放电速度快，循环寿命长等优点，在能源储存领域有着广泛的应用前景。在超级电容器的研究中，电极材料是决定超级电容器性能的主要因素。
[0003]电极材料被认为是超级电容器领域的重要部分。碳材料，金属氧化物，导电聚合物和复合材料等已经被应用于电极材料方面。其中聚吡咯等导电聚合物电极材料，通过法拉第赝电容原理来实现电能储能，其反应发生于电极材料的表面和体相的二维或三维空间，使导电聚合物能够存储高能量密度的电荷，产生较高的法拉第赝电容。导电聚合物合成方便，具有电导率较高，但作为电容器电极材料，其电容内阻较大、大功率放电性能差、长期循环稳定性能较差，这些问题都大大限制了导电聚合物在超级电容器储能领域的应用。
[0004]金属通过有机配体配位至导电聚合物上，借助金属本身的导电能力，可降低导电聚合物内阻，且利用金属自身的晶形结构有助于维持导电聚合物自身的空间结构，强化其循环稳定性能等优点，对导电聚合物在超级电容器方面的优化有着重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法及其在超级电容器方面的应用，该复合物具有较高的电容量、超长的循环使用寿命和良好的倍率性能。
[0006]本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：
[0007]一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片，所述的复合纳米片是是由两种Co
2+
、Ru
3+
过渡金属离子与2
‑
甲基咪唑配位在相同配体修饰的聚吡咯/氧化石墨烯表面原位生长而形成的得到的Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)x@PPy/GO纳米片。
[0008]上述的一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)在超声辐射的条件下，将吡咯原位化学聚合于GO纳米片上，得PPy/GO纳米片；
[0010]2)在油浴加热的条件下，将2
‑
氯甲基咪唑啉盐酸盐修饰PPy/GO纳米片上，得2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片；
[0011]3)将2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片和2
‑
甲基咪唑分散于甲醇中，然后依次加入氯化钴和氯化钌，静置，将钴钌双金属配位化合物负载到2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片上，得到钴钌双金属配合物/聚吡咯/氧化石墨烯(Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO)纳米片。
[0012]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，步骤1)具体
为：在去离子水中加入GO纳米片超声分散，再加入吡咯Py，超声分散后加入FeCl3·
6H2O，继续超声，洗涤，离心，真空干燥，得PPy/GO纳米片。
[0013]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，按质量比，GO纳米片：吡咯：FeCl3·
6H2O＝1:1:3。
[0014]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，步骤2)具体为：将PPy/GO纳米片、DMF，2
‑
氯甲基咪唑啉盐酸盐混合后超声，加KOH粉末，超声，加热进行回流反应，冷却后洗涤，离心，真空干燥，得到2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片。
[0015]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，按固液比，PPy/GO纳米片：DMF：2
‑
氯甲基咪唑啉盐酸盐：KOH粉末＝2g：1L：3g：2g，回流反应的温度为60℃，回流时间为24h。
[0016]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，步骤3)具体为：在容器中加入2
‑
MeIm/PPy/GO，甲醇，2
‑
甲基咪唑，超声，另外容器中分别加入CoCl2.6H2O，RuCl3和甲醇，溶解后迅速加入第一个容器中，静置，所得产物洗涤，离心，真空干燥，得到Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片。
[0017]上述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，按质量比，2
‑
MeIm/PPy/GO：2
‑
甲基咪唑：CoCl2.6H2O：RuCl3＝1g：3.3g：1.2g：1.3g。
[0018]一种基于Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片的修饰电极，是以泡沫镍为基底电极，将权利要求1所述的Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片附着在泡沫镍上制成Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO修饰电极。
[0019]一种基于Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片的修饰电极，包括如下步骤：
[0020]1)将上述的Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片、乙炔黑及聚四氟乙烯，超声分散于1毫升无水乙醇中，得分散均匀的复合修饰剂；
[0021]2)将分散均匀的复合修饰剂滴涂于干净的泡沫镍表面，室温下干燥，之后用压片机进行压片，得到Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO修饰电极。
[0022]上述的一种基于Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO纳米片的修饰电极，按质量比，Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO：乙炔黑：偏四氟乙烯＝8：1：1。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片，其特征在于，所述的复合纳米片是是由两种Co
2+
、Ru
3+
过渡金属离子与2
‑
甲基咪唑配位在相同配体修饰的聚吡咯/氧化石墨烯表面原位生长而形成的得到的Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)x@PPy/GO纳米片。2.权利要求1所述的一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在超声辐射的条件下，将吡咯原位化学聚合于GO纳米片上，得PPy/GO纳米片；2)在油浴加热的条件下，将2
‑
氯甲基咪唑啉盐酸盐修饰PPy/GO纳米片上，得2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片；3)将2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片和2
‑
甲基咪唑分散于甲醇中，然后依次加入氯化钴和氯化钌，静置，将钴钌双金属配位化合物负载到2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片上，得到钴钌双金属配合物/聚吡咯/氧化石墨烯(Co
2+
‑
Ru
3+
/(2
‑
MeIm)
x
@PPy/GO)纳米片。3.根据权利要求2所述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，其特征在于，步骤1)具体为：在去离子水中加入GO纳米片超声分散，再加入吡咯Py，超声分散后加入FeCl3·
6H2O，继续超声，洗涤，离心，真空干燥，得PPy/GO纳米片。4.根据权利要求3所述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，其特征在于，按质量比，GO纳米片：吡咯：FeCl3·
6H2O＝1:1:3。5.根据权利要求2所述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，其特征在于，步骤2)具体为：将PPy/GO纳米片、DMF，2
‑
氯甲基咪唑啉盐酸盐混合后超声，加KOH粉末，超声，加热进行回流反应，冷却后洗涤，离心，真空干燥，得到2
‑
MeIm/PPy/GO纳米片。6.根据权利要求5所述一种双金属配位的聚吡咯/氧化石墨烯复合纳米片的制备方法，其特征在于，按固液比，PPy/GO纳米片：DMF：2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：茆卉，张帅，柳金池，宋智凝，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：