一种3D打印聚萘二胺/石墨烯复合电极的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种3D打印聚萘二胺/石墨烯复合电极的制备方法和应用，所述将含1,5‑萘二胺或1,8‑萘二胺单体的酸性溶液与含氧化剂的酸性溶液混合进行化学氧化聚合反应得到聚萘二胺，再将聚合物与石墨烯材料复合制备聚萘二胺/石墨烯复合电极。本发明专利技术制备的复合电极用于构建耐低温超级电容器时，聚萘二胺可提供高的容量且表现出快速的反应动力学，还原氧化石墨烯可以保证材料具有高电子电导率，二者复合可以大幅提升其循环寿命和比电容。3D打印三维架构厚电极可改善电解液与电极材料的接触，缩短厚电极在低温下的离子传输路径，提高超级电容器的能量和功率密度。因此该3D打印高负载聚萘二胺/石墨烯复合电极应用于耐低温超级电容器中具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及有机物制备和超级电容器负极材料领域，具体地涉及一种3d打印聚萘二胺/石墨烯复合电极的制备方法和应用。

技术介绍

1、水性赝电容器因其功率密度高、环境友好、安全性高等优点，在电化学储能领域得到了广泛的关注和应用。随着储能器件在极地、航空航天等极端环境下的应用，电容器需要在-50℃以下工作，厚电极和冰冻电解质中离子传输缓慢，限制了电化学储能器件在低温环境下的应用。中高浓度的酸在低温下不仅保持流动状态，还可提供高导电性和快速的电极/电解质界面动力学。

2、由于低温下离子在材料体相内的迁移被限制，传统的无机赝电容材料的电化学性能显著下降。相比之下，具有氧化还原活性的有机材料因其资源丰富、成本低、结构多样、离子存储位点丰富等优点受到人们的关注。有机材料可以通过离子与活性位点之间的表面配位反应而非缓慢的体扩散来存储离子，显示出低温下电荷转移无阻碍的巨大潜力。同时，由于大量暴露的活性位点缩短了离子扩散路径，有机材料通常表现出快速的反应动力学，但有机材料通常表现出较差的电子导电性。将有机材料与高导电性的石墨烯进行复合，可以改善有机电极材料低电导率导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种3D打印聚萘二胺/石墨烯复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氨基的芳烃单体为1,5-萘二胺或1,8-萘二胺；所述氧化剂为过硫酸铵或氯化铁；氧化剂与含萘二胺单体的摩尔比为0.5～2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液中酸为硫酸、盐酸或者高氯酸，其中，酸的浓度为0.1～1mol L–1；所述酸性溶液中溶剂为水、水-甲醇混合溶剂或者水-乙腈混合溶剂，其中，混合溶剂中水-甲醇、水-乙腈混合溶剂中水和甲醇/乙腈的体积比为1:5～2:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种3d打印聚萘二胺/石墨烯复合电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氨基的芳烃单体为1,5-萘二胺或1,8-萘二胺；所述氧化剂为过硫酸铵或氯化铁；氧化剂与含萘二胺单体的摩尔比为0.5～2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液中酸为硫酸、盐酸或者高氯酸，其中，酸的浓度为0.1～1mol l–1；所述酸性溶液中溶剂为水、水-甲醇混合溶剂或者水-乙腈混合溶剂，其中，混合溶剂中水-甲醇、水-乙腈混合溶剂中水和甲醇/乙腈的体积比为1:5～2:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯粉末煅烧的时间为1～6小时，煅烧的温度为200～600℃。

5.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申来法，张苗然，许铁柱，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：