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一种碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法及其用途技术

技术编号:45310718 阅读:69 留言:0更新日期:2025-05-16 14:52
本发明专利技术提供了一种碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法。该方法包括以下步骤:首先,制备多孔泡沫石墨烯,通过氧化石墨烯的化学交联和还原处理,并引入磺酸基团以提高其亲水性和电化学活性;其次,通过氨水处理和表面改性制备氨基改性碳纳米管,增强其分散性与结合能力;最后,将多孔泡沫石墨烯与碳纳米管接枝聚苯胺(PANI)交替喷涂在碳布基底上,形成多层次导电网络复合电极。该复合电极通过三种材料的协同作用,结合石墨烯的高导电性、碳纳米管的机械增强性及聚苯胺的高比电容特性,实现了高效的离子传输和储能性能。制备的复合电极具有高孔隙率、大比表面积、优异的电导率及稳定的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,属于功能高分子材料和电化学领域。


技术介绍

1、随着现代电子设备的快速发展,柔性能源存储设备(如超级电容器)在便携式电子产品、可穿戴设备和储能系统中的应用需求逐渐增加。超级电容器作为一种高效的能量存储器件,具有高功率密度、快速充放电能力和良好的循环寿命等特点。然而,要实现其大规模应用,电极材料的性能亟待进一步提升,包括高比电容、高导电性、优异的机械柔性以及长时间使用的稳定性。

2、目前,常用的超级电容器电极材料包括碳基材料、导电聚合物和氧化物材料。碳基材料(如石墨烯、碳纳米管)具有较大的比表面积和优异的导电性,但其电化学活性较低,导致其比电容受限;而导电聚合物(如聚苯胺)凭借高伪电容特性,可显著提高储能性能,但因其机械性能较差、循环稳定性有限,在实际应用中受到限制。因此,将不同材料的优势结合,设计出复合型电极材料,成为解决这一问题的重要研究方向。

3、石墨烯因其高导电性、良好的化学稳定性和二维结构成为理想的复合材料基底之一。通过引入多孔泡沫石墨烯,可以进一步提高比本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述多孔泡沫石墨烯的制备方法为:

3.如权利要求2所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述戊二醛水溶液的质量浓度为20~30%,所述水合肼水溶液中,水合肼和水的质量比为1:(20~25)。

4.如权利要求1所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述多孔泡沫石墨烯和磺胺酸的质量比为(1~3):(15~20)。

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【技术特征摘要】

1.一种碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述多孔泡沫石墨烯的制备方法为:

3.如权利要求2所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述戊二醛水溶液的质量浓度为20~30%,所述水合肼水溶液中,水合肼和水的质量比为1:(20~25)。

4.如权利要求1所述的碳纳米管接枝聚苯胺/石墨烯/碳布复合电极的制备方法,其特征在于,所述多孔泡沫石墨烯和磺胺酸的质量比为(1~3):(15~20)。

【专利技术属性】
技术研发人员:林浩叶海涛赵瑨云
申请(专利权)人:武夷学院
类型:发明
国别省市:

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