專利名稱：一種制備二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的方法，具體地說，涉及一種用作超級(jí)電容器電極材料的石墨烯/二氧化錳/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化錳由于具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好、資源豐富和高的理論比電容(1370F g-1)的特點(diǎn)，成為一種有廣闊應(yīng)用前景的超級(jí)電容器電極材料。但是，二氧化錳存在著結(jié)構(gòu)緊密和導(dǎo)電性差的缺陷，導(dǎo)致其比電容偏低且電化學(xué)循環(huán)性不理想，限制了二氧化錳的實(shí)際應(yīng)用。目前主要從兩方面來(lái)解決這些問題一是通過制備納米結(jié)構(gòu)的二氧化錳，以增加其比表面積，提高其利用率，從而達(dá)到改善二氧化錳比電容的目的。但是納米二氧化錳在電化學(xué)循環(huán)過程中很容易發(fā)生團(tuán)聚，使循環(huán)性能變差。二是將二氧化錳與碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料復(fù)合，即改善了二氧化錳的電導(dǎo)率，又克服了二氧化錳緊密堆積的問題，同時(shí)導(dǎo)電基體的骨架限域作用也能提高其循環(huán)性能。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 102354611A公開了一種石墨烯/ 二氧化錳復(fù)合材料的制備方法，其主要是采用石墨烯還原高錳酸鉀的方法來(lái)制備二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料；Yong-Gang Wang等人報(bào)道了一種采用界面聚合方法制備二氧化錳/聚苯胺復(fù)合材料的方法(Adv. Mater. 2008，20，2166-2170);及中國(guó)專利文獻(xiàn) CN 101696323A 揭示了一種用高錳酸鹽氧化苯胺制備聚苯胺/二氧化錳復(fù)合材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
縱觀現(xiàn)有制備二氧化錳與碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料的復(fù)合材料的方法，其有的共同點(diǎn)是所制得的復(fù)合材料經(jīng)簡(jiǎn)單干燥后便直接使用。但本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是采用普通的氧化還原法，還是采用界面氧化聚合方法制得的二氧化錳與碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料的復(fù)合材料經(jīng)簡(jiǎn)單干燥后便直接使用，其電性能將受影響。換而言之，對(duì)無(wú)論是采用普通的氧化還原法，還是采用界面氧化聚合方法制得的二氧化錳與碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料的復(fù)合材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)睾筇幚恚瑢?huì)改善其電性能。據(jù)此，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種制備二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的方法，包括如下步驟(I)由高錳酸鉀水溶液和碳材料膠體溶液組成的水相，與由導(dǎo)電聚合物的單體分散在有機(jī)溶劑中形成的有機(jī)相進(jìn)行兩相界面氧化聚合得到二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物的步驟 '及(2)在有惰性氣體存在條件下，將由步驟(I)所得的二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物經(jīng)煅燒制得目標(biāo)物(二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料)的步驟。本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)在于，采用煅燒方式對(duì)二氧化錳、碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料的復(fù)合材料進(jìn)行后處理，如此，不僅可還原碳材料，而且可以將二氧化錳中的水合物除去形成穩(wěn)定的晶型結(jié)構(gòu)，從而改善所述復(fù)合材料的倍率特性和循環(huán)性能。


圖I為由實(shí)施例I所制備的復(fù)合材料煅燒前的HRTEM圖。圖2為由(a)比較例I和(b)實(shí)施例I所制備的復(fù)合材料的XRD圖。圖3為(a)比較例I和(b)實(shí)施例I在IA g—1的電流密度下的充放電曲線；其中，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電壓。圖4為(a)比較例I和(b)實(shí)施例I的比電容與電流密度的關(guān)系曲線；其中，橫坐標(biāo)為電流密度，縱坐標(biāo)為比電容。圖5為(a)比較例I和(b)實(shí)施例I在IA g_1的電流密度下的充放電循環(huán)圖；其中，橫坐標(biāo)為循環(huán)次數(shù)，縱坐標(biāo)為比電容保持率。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所用的碳材料為石墨烯，所用的導(dǎo)電聚合物為
聚苯胺。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，本發(fā)明提供一種制備二氧化錳/石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的方法，包括如下步驟(I)由高錳酸鉀水溶液和氧化石墨烯膠體溶液組成的水相，與由苯胺單體分散在有機(jī)溶劑中形成的有機(jī)相進(jìn)行兩相界面氧化聚合得到二氧化錳/氧化石墨烯/聚苯胺的復(fù)合物的步驟 '及(2)在有惰性氣體存在條件下，將由步驟(I)所得的二氧化錳/氧化石墨烯/聚苯胺的復(fù)合物于250°C 500°C煅燒制得目標(biāo)物(二氧化錳/石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料)的步驟。 其中，所述的氧化石墨烯膠體溶液由主要步驟如下的制備方法制得首先，以石墨微粉為初始原料采用Hrnnmer法獲得氧化石墨；然后，將所得到氧化石墨置于去離子水中，控制氧化石墨的濃度為lmg/mL 5mg/mL,并使該體系的pH值為9 10 ;最后，依次經(jīng)攪拌及離心(除去沉淀物)，得到氧化石墨烯膠體溶液。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，在步驟(I)所述水相中，氧化石墨烯濃度為O. 2mg/mL 4mg/mL ;所述有機(jī)相中苯胺單體的濃度為O. 02mol/L O. lmol/L。在本發(fā)明又一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，在步驟(I)中，苯胺單體與高錳酸鉀的摩爾比為 I : (O. 5 5. O)。在本發(fā)明又一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，在步驟(2)中，煅燒時(shí)間為I小時(shí)至3小時(shí)。綜上所述，本發(fā)明所述的一種制備石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合材料的方法，具體包括如下步驟(I)以石墨微粉為初始原料采用Hummer法獲得氧化石墨，將該氧化石墨加入去離子水中，控制氧化石墨的濃度為lmg/mL 5mg/mL,用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值在9"!O,攪拌72小時(shí)后，再經(jīng)在500rpm轉(zhuǎn)速下離心，除去沉淀物，得到氧化石墨烯膠體溶液；將高錳酸鉀溶解在去離子水中，形成高錳酸鉀水溶液，并將該高錳酸鉀水溶液緩慢滴加到由上述步驟制得的氧化石墨烯膠體溶液中，攪拌I小時(shí) 2小時(shí)，冰水浴冷至0°C 5°C形成水相(所述水相中氧化石墨烯濃度優(yōu)選為O. 2mg/mL 4mg/mL)；將苯胺單體分散在有機(jī)溶劑(如齒代烷(如氯仿、二氯甲烷或四氯化碳等)或甲基取代苯(如甲苯或二甲苯等)等)中，冰水浴冷至(TC 5°C，形成有機(jī)相(所述有機(jī)相中苯胺單體的濃度優(yōu)選為O. 02mol/L O. lmol/L)；將上述有機(jī)相和水相引入同一反應(yīng)器中(或?qū)⑺嘁胗袡C(jī)相中，反之也然)，形成兩相界面，在冰水浴條件下，保持12小時(shí) 72小時(shí)，將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及
干燥，得到氧化石墨烯/二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物；(2)將由步驟(I)得到的氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物置于管式爐中，通入惰性氣體(如氬氣或氮?dú)獾?保護(hù)，加熱升溫至250°C 500°C，控制升溫速率1_5°C /min,并在此狀態(tài)保持f 3小時(shí)(煅燒)，然后冷卻到室溫，得到目標(biāo)物(石墨烯改性聚苯胺/ 二氧化錳復(fù)合材料)。 由本發(fā)明提供的石墨烯改性聚苯胺/ 二氧化錳的復(fù)合材料可用于制備超級(jí)電容器的活性電極材料。即將該復(fù)合材料與導(dǎo)電碳黑和粘結(jié)劑按質(zhì)量比為75/20/5混合均勻，加入少量的去離子水和無(wú)水乙醇，反復(fù)研磨，制成黏稠狀漿料，將其反復(fù)碾壓成厚度均勻薄片，再?zèng)_壓成直徑IOmm左右的電極片，再用lmol/L的硫酸鈉溶液進(jìn)行真空浸泡；將2片復(fù)合材料電極片分別做正、負(fù)極，中間夾一層玻璃纖維膜做隔膜，以lmol/L硫酸鈉溶液做電解液，組裝成超級(jí)電容器樣品。在O. 2A/g"20A/g的電流密度和充放電電壓范圍為OV O. 9V條件下進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試。雜化物的比電容通過公式C = I At/mAV計(jì)算,式中,C (F/g)是比電容；I (A)是放電電流；AV (V)是電壓；At (s)是放電時(shí)間；m (g)是電極上復(fù)合物的質(zhì)量。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，其僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例I(I)在冰浴條件下，將15g高錳酸鉀加入到130mL濃硫酸和石墨混合物中，然后升溫至37°C反應(yīng)半小時(shí)后轉(zhuǎn)移至冰浴緩慢滴加230mL去離子水，再在98°C下反應(yīng)15分鐘，之后加入到700mL3%的雙氧水?dāng)嚢?小時(shí)；即可得到氧化石墨。將O. 47g苯胺單體分散在200mL的氯仿中，置于冰水浴冷卻至(T5°C ;將O. 4g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將O. 06g氧化石墨分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10，攪拌三天并間隔超聲40min，得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌I小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物。(2)將得到的氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物O. 5g在Ar氣氛中于管式爐中進(jìn)行高溫煅燒處理。從室溫以3°C /min的速率升溫到400°C，保溫2h后自然冷卻，即可得到石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合材料A (簡(jiǎn)記為“復(fù)合材料A”)。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡照片顯示(參見附圖1)，明暗相間的條紋結(jié)構(gòu)表明聚苯胺與二氧化錳形成層狀復(fù)合物，并均勻地負(fù)載到氧化石墨烯片層上。X射線衍射圖譜結(jié)果顯示，所制備三元復(fù)合物煅燒前在24. 8°附近出現(xiàn)較寬的彌散衍射峰，呈現(xiàn)出無(wú)定型結(jié)構(gòu)(參見附圖2a)。經(jīng)過高溫煅燒處理，衍射圖譜在34. 8°、40.6°、58.6°和70. 2°等處出現(xiàn)較強(qiáng)的衍射峰，說明三元復(fù)合物中的二氧化錳由無(wú)定型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為完善的晶體結(jié)構(gòu)，從而使復(fù)合物的結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)定。比較例I在冰浴條件下，將15g高錳酸鉀加入到130mL濃硫酸和石墨混合物中，然后升溫至37°C反應(yīng)半小時(shí)后轉(zhuǎn)移至冰浴緩慢滴加230mL去離子水，再在98°C下反應(yīng)15分鐘，之后加入到700mL3%的雙氧水?dāng)嚢?小時(shí)；即可得到氧化石墨。將O. 47g苯胺單體分散在200mL的氯仿中，置于冰水浴冷卻至(T5°C ;將O. 4g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將O. 06g氧化石墨分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10，攪拌三天并間隔超聲40min，得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌I小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物(簡(jiǎn)記為“復(fù)合物a”)?！皬?fù)合材料A”與“復(fù)合物a”的電化學(xué)性能比較以“復(fù)合物a”為電極材料的超級(jí)電容器樣品的比電容可以從充放電曲線(參見附圖3曲線a)獲得，通過公式C = I At/m Λ V計(jì)算，在lAg—1電流密度下，比電容為171Fg'電流密度與比電容關(guān)系圖表明(參見附圖4曲線a)，以“復(fù)合物a”為電極材料的超級(jí)電容器樣品，在O. 2kgl電流密度下的比電容為ZOOFg—1 ;當(dāng)電流密度增大到ZOAg—1時(shí)，其比電容下降到eSFg-1，降幅高達(dá)67. 5%。充放電循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(參見附圖5曲線a)，以氧化石墨烯改性聚苯胺/ 二氧化錳三元復(fù)合物為電極材料的超級(jí)電容器樣品，在lAg—1電流密度下，經(jīng)過2000次循環(huán)后，其比電容保持率僅為50. 2%。以相同的測(cè)試及計(jì)算方法獲得“復(fù)合材料A”的電化學(xué)性能如下充放電曲線結(jié)果顯示(參見附圖3曲線b)，在lAg—1電流密度下，以“復(fù)合材料A”為電極材料的超級(jí)電容器樣品的比電容為273Fg_\明顯高于“復(fù)合物a”。電流密度與比電容關(guān)系圖表明(參見附圖4曲線b)，以“復(fù)合材料A”的超級(jí)電容器樣品，在O. 2kgl電流密度下，比電容為ZSOFg—1 ;當(dāng)電流密度增大到ZOAg—1時(shí)，其比電容下降到173ΡΡ，降幅僅為35. 6%。由此看來(lái)，“復(fù)合材料Α”的倍率特性明顯優(yōu)于“復(fù)合物a”。充放電試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)(參見附圖5曲線b)，“復(fù)合材料A”的超級(jí)電容器樣品，在lAg—1電流密度下，經(jīng)過2000次循環(huán)后，其比電容保持率高達(dá)92. 8%，表明“復(fù)合材料A”的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性也明顯好于“復(fù)合物a”。實(shí)施例2將0. 47g苯胺單體分散在200mL的二氯甲烷中，置于冰水浴冷卻至(T5°C;將0. 79g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將0. 06g氧化石墨(所述氧化石墨的制備，參見實(shí)施例I)分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10,攪拌三天并間隔超聲40min,得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌I小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯改性聚苯胺/二氧化錳三元復(fù)合物。將得到的氧化石墨烯改性聚苯胺/ 二氧化錳三元復(fù)合物0. 5g在Ar氣氛中于管式爐中進(jìn)行高溫煅燒處理。從室溫以l°c /min的速率升溫到250°C，保溫Ih后自然冷卻，即可得到石墨烯/聚苯胺/二氧化錳的復(fù)合材料。實(shí)施例3將I. 86g苯胺單體分散在200mL的四氯化碳中，置于冰水浴冷卻至(T5°C;將3. 16g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將O. 8g氧化石墨(所述氧化石墨的制備，參見實(shí)施例I)分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10,攪拌三天并間隔超聲40min,得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌2小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)72小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯改性聚苯胺/二氧化錳三元復(fù)合物。將得到的氧化石墨烯改性聚苯胺/ 二氧化錳三元復(fù)合物O. 5g在Ar氣氛中于管式爐中進(jìn)行高溫煅燒處理。從室溫以5°C /min的速率升溫到500°C，保溫3h后自然冷卻，即可得到石墨烯/聚苯胺/二氧化錳復(fù)合材料。實(shí)施例4將O. 56g苯胺單體分散在200mL的甲苯中，置于冰水浴冷卻至(T5°C ;將4. 74g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將O. 4g氧化石墨(所述氧化石墨的制備，參見實(shí)施例I)分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10,攪拌三天并間隔超聲40min,得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌I小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯改性聚苯胺/二氧化錳三元復(fù)合物。重復(fù)實(shí)例I煅燒過程，得到石墨烯/聚苯胺/ 二氧化錳復(fù)合材料。實(shí)施例5將O. 37g苯胺單體分散在200mL的氯仿中，置于冰水浴冷卻至(T5°C ;將I. 58g高錳酸鉀溶解在50mL去離子水，將O. 04g氧化石(所述氧化石墨的制備，參見實(shí)施例I)墨分散在150mL去離子水中，加入氨水調(diào)節(jié)pH=10,攪拌三天并間隔超聲40min,得到氧化石墨烯膠體溶液，兩者都在冰水浴中冷卻至(T5°C，然后緩慢將高錳酸鉀滴加到氧化石墨分散液中，機(jī)械攪拌I小時(shí)，再將混合液小心轉(zhuǎn)移到苯胺分散液中，形成兩相界面，在冰水浴靜置反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完畢，用滴管小心將有機(jī)相吸出后過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯改性聚苯胺/二氧化錳三元復(fù)合物。重復(fù)實(shí)施例I煅燒過程，得到石墨烯/聚苯胺/ 二氧化錳復(fù)合材料。經(jīng)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，與比例I所制備的材料相比，實(shí)施例2-5所制備復(fù)合材料的倍率特性和循環(huán)性能均有較明顯地改善。
權(quán)利要求
1.一種制備二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的方法，包括如下步驟(1)由高錳酸鉀水溶液和碳材料膠體溶液組成的水相，與由導(dǎo)電聚合物的單體分散在有機(jī)溶劑中形成的有機(jī)相進(jìn)行兩相界面氧化聚合得到二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物的步驟 '及(2)在有惰性氣體存在條件下，將由步驟(I)所得的二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物經(jīng)煅燒制得目標(biāo)物的步驟。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中所述碳材料為石墨烯，所述導(dǎo)電聚合物為聚苯胺。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(O由高錳酸鉀水溶液和氧化石墨烯膠體溶液組成的水相，與由苯胺單體分散在有機(jī)溶劑中形成的有機(jī)相進(jìn)行兩相界面氧化聚合得到二氧化錳/氧化石墨烯/聚苯胺的復(fù)合物的步驟；及(2)在有惰性氣體存在條件下，將由步驟(I)所得的二氧化錳/氧化石墨烯/聚苯胺的復(fù)合物于250°C 500°C煅燒，得到目標(biāo)物的步驟；其中，所述的氧化石墨烯膠體溶液由主要步驟如下的制備方法制得首先，以石墨微粉為初始原料采用Hummer法獲得氧化石墨；然后，將所得到氧化石墨置于去離子水中，控制氧化石墨的濃度為lmg/mL 5mg/mL,并使該體系的pH值為9 10 ; 最后，依次經(jīng)攪拌及離心步驟，得到氧化石墨烯膠體溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(I)所述水相中，氧化石墨烯濃度為O.2mg/mL 4mg/mL。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(I)所述有機(jī)相中，苯胺單體的濃度為 O. 02mol/L O. lmol/L。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，苯胺單體與高錳酸鉀的摩爾比為 I : (O. 5 5. O)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，煅燒時(shí)間為I小時(shí)至3小時(shí)。
8.如權(quán)利要求3 7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟Cl)以石墨微粉為初始原料，采用Hummer法獲得氧化石墨，將該氧化石墨加入去離子水中，控制氧化石墨的濃度為lmg/mL 5mg/mL,用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值在9 10，攪拌72 小時(shí)后，再經(jīng)在500rpm轉(zhuǎn)速下離心，除去沉淀物，得到氧化石墨烯膠體溶液；將高錳酸鉀溶解在去離子水中，形成高錳酸鉀水溶液，并將該高錳酸鉀水溶液緩慢滴加到由上述步驟制得的氧化石墨烯膠體溶液中，攪拌I小時(shí) 2小時(shí)，冰水浴冷至0°C飛。C 形成水相；將苯胺單體分散在有機(jī)溶劑中，冰水浴冷至O°C飛。C，形成有機(jī)相；將上述有機(jī)相和水相引入同一反應(yīng)器中，形成兩相界面，在冰水浴條件下，保持12小時(shí) 72小時(shí)，將有機(jī)相吸出，過濾，濾餅經(jīng)洗滌及干燥，得到氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物；(2)將由步驟(I)得到的氧化石墨烯/ 二氧化錳/聚苯胺復(fù)合物置于管式爐中，通入惰性氣體，加熱升溫至250°C 500°C，控制升溫速率1°C /min 5°C /min,并在此狀態(tài)保持I 小時(shí) 3小時(shí)，然后冷卻到室溫，得到目標(biāo)物。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述的有機(jī)溶劑是鹵代烷或甲基取代苯。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中所述的惰性氣體是氬氣或氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的方法，其包括(1)由高錳酸鉀水溶液和碳材料膠體溶液組成的水相，與由導(dǎo)電聚合物的單體分散在有機(jī)溶劑中形成的有機(jī)相進(jìn)行兩相界面氧化聚合得到二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物的步驟；及(2)在有惰性氣體存在條件下，將由步驟(1)所得的二氧化錳/碳材料/導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物經(jīng)煅燒制得目標(biāo)物的步驟。本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)在于，采用煅燒方式對(duì)二氧化錳、碳材料和/或?qū)щ娋酆衔锏葘?dǎo)電材料的復(fù)合材料進(jìn)行后處理，如此，不僅可還原碳材料，而且可以將二氧化錳中的水合物除去形成穩(wěn)定的晶型結(jié)構(gòu)，從而改善所述復(fù)合材料的電化學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08K9/02GK102977602SQ201210530059
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王庚超, 王光祥, 湯千秋, 李星瑋 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)