本發(fā)明涉及一種石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料的制備方法,屬于特殊形貌復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):石墨烯是一種二維有序的碳材料,它不僅具有較大的比表面積,而且其導(dǎo)電性、電化學(xué)性、熱穩(wěn)定性、機械性優(yōu)良,因此石墨烯被看作是一種理性的電極材料。由于石墨烯片層之間具有較強的π-π作用力,使石墨烯片層容易發(fā)生團聚,所以實際制備出的石墨烯材料,其比表面積遠低于單層石墨烯的理論值;石墨烯材料的層數(shù)及比面積大小對材料的電化學(xué)活性、電子的傳導(dǎo)性均有重要的影響。為避免石墨烯片層團聚,增大石墨烯材料的比表面積,前人將石墨烯與其他納米材料復(fù)合,例如:石墨烯與無機納米材料復(fù)合(Z.P.Sun,X.M.Lu,ASolid-StateReactionRoutetoAnchoringNi(OH)2NanoparticlesonReducedGrapheneOxideSheetsforSupercapacitors,Ind.Eng.Chem.Res.2012,51,9973-9979.Y.L.Chen,Z.A.Hu,Y.Q.Chang,H.W.Wang,Z.Y.Zhang,Y.Y.Yang,H.Y.Wu,ZincOxide/ReducedGrapheneOxideCompositesandElectrochemicalCapacitanceEnhancedbyHomogeneousIncorporationofReducedGrapheneOxideSheetsinZincOxideMatrix,J.Phys.Chem.C2011,115,2563-2571.Z.B.Lei,F.H.Shi,L.Lu,IncorporationofMnO2-CoatedCarbonNanotubesbetweenGrapheneSheetsasSupercapacitorElectrode,ACSAppl.Mater.Interfaces2012,4,1058-1064.);石墨烯與碳納米管復(fù)合(L.W.Peng,Y.Y.Feng,P.Lv,D.Lei,Y.T.Shen,Y.Li,W.Feng,Transparent,Conductive,andFlexibleMultiwalledCarbonNanotube/GrapheneHybridElectrodeswithTwoThree-DimensionalMicrostructures,J.Phys.Chem.C2012,116,4970-4978.),在2A/g的電流密度下,其比電容約為150F/g;石墨烯與聚吡咯實心球復(fù)合(T.Qian,C.F.Yu,S.S.Wu,J.Shen,AFacilelyPreparedPolypyrrole–ReducedGrapheneOxideCompositewithaCrumpledSurfaceforHighPerformanceSupercapacitorElectrodes,J.Mater.Chem.A2013,1,6539-6542.),電流密度為0.5A/g時,其比電容約為557F/g;石墨烯與聚吡咯管復(fù)合(J.H.Liu,J.W.An,Y.X.Ma,M.L.Li,R.B.Ma,SynthesisofaGraphene-PolypyrroleNanotubeCompositeandItsApplicationinSupercapacitorElectrode,J.Electrochem.Soc.2012,159(6),A828-A833.),電流密度為0.3A/g時,其比電容為400F/g,可以有效解決石墨烯的團聚問題。的確,作為儲能材料這些復(fù)合材料具有相對較高的比電容,但是他們的生產(chǎn)成本較高,循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能有待于提高。高溫?zé)崽幚矸ㄖ苽渚哂懈弑入娙菔?密胺樹脂空心球復(fù)合超級電容器材料,仍未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明利用高溫?zé)崽幚矸ㄖ苽涫?密胺樹脂空心球復(fù)合材料,提供了一種制備特殊形貌的石墨烯基復(fù)合超級電容器材料的方法;本發(fā)明制備石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料,其制備過程包括如下步驟:a.在攪拌條件下,將聚乙烯醇溶解于去離子水中,制得濃度為2.0~12.0mg/mL的聚乙烯醇水溶液;b.在攪拌條件下,向步驟a所配制的聚乙烯醇水溶液中加入弱酸,調(diào)節(jié)溶液pH值為2.0~6.0;c.在攪拌條件下,將三聚氰胺與甲醛溶液混合均勻,三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之比為1:1.0~1:6.0,一定溫度下反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;d.在攪拌條件下,將聚乙烯醇水溶液與步驟c所得到的預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺混合均勻,加熱到一定溫度,保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;e.將步驟d所得到的乳白色液體進行固液分離,固體經(jīng)醇洗、水洗,干燥得到密胺樹脂白色固體;f.將氧化石墨分散在去離子水中,超聲數(shù)小時,配成濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;g.將步驟e得到的密胺樹脂加入去離子水中,超聲數(shù)小時,配成濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;h.在攪拌條件下,將步驟f所得到的氧化石墨分散液與步驟g所得到的密胺樹脂分散液混合,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:10~9:1,連續(xù)攪拌數(shù)小時,使兩者充分混合均勻;i.將步驟h所得到的混合溶液,冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;j.在Ar氣保護下,以一定升溫速率,將步驟i所得到的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物在一定溫度下碳化數(shù)小時,自然冷卻至室溫,得到黑色石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料;所述步驟a、b中的攪拌速率為300~500r/min,步驟c、d的攪拌速度為200~300r/min,步驟h的攪拌速度為400~600r/min;所述步驟a中的聚乙烯醇濃度為2.0~12.0mg/mL,更優(yōu)選的濃度為6.0mg/mL;所述步驟b中的弱酸為冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH值為2.0~6.0,更優(yōu)選pH=4.5;所述步驟c中的三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之比為1:1.0~1:6.0,更優(yōu)選的比例為1:3.3;所述步驟c中的反應(yīng)溫度為40~80oC,更優(yōu)選的溫度為60oC;所述步驟d中的保溫溫度為40~80oC,更優(yōu)選的反應(yīng)溫度為60oC;所述步驟e中的離心轉(zhuǎn)速為3000~10000r/min,更優(yōu)轉(zhuǎn)速為6000r/min;所述步驟e中的干燥溫度為30~80oC,更優(yōu)選溫度為40oC;所述步驟f中的超聲時間為1~6h,更優(yōu)選超聲時間為3h;所述步驟g中的超聲時間為0.5~3h,更優(yōu)選超聲時間為1.5h;所述步驟h中的氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:10~9:1,更優(yōu)選的比例為1:5;所述步驟h中的攪拌時間為1~8h,更優(yōu)選攪拌時間為3h;所述步驟j中的升溫速率為0.5~5oC/min,更優(yōu)選升溫速率為1oC/min;所述步驟j中的碳化溫度為400~900oC,更優(yōu)選碳化溫度為600oC;所述步驟j中的碳化時間為0.5~6h,更優(yōu)選碳化時間為1h;跟現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(1)本發(fā)明以聚乙烯醇為分散劑,制備出單分散的密胺樹脂實心球,與氧化石墨復(fù)合后,利用高溫?zé)崽幚矸?,首次合成了石墨?密胺樹脂空心球復(fù)合材料,在1A/g的電流密度下充放電,比電容達到625F/g,在超級電容器電極材料領(lǐng)域中具有許多潛在的應(yīng)用前景;(2)本發(fā)明工藝簡單,適合規(guī)?;I(yè)生產(chǎn)。附圖說明圖1為實施例1所制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料樣品S-1的掃描電鏡(SEM)照片;圖2為實施例1所制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料樣品S-1的透射電鏡(TEM)照片;圖3為對比例所石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料樣品S-2的SEM照片。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步闡述,這些實施例只是為了闡述本發(fā)明的技術(shù)方案而不能視為對本發(fā)明權(quán)利要求內(nèi)容的限制。實施例中所用原料均為常規(guī)市購產(chǎn)品;所用設(shè)備均為常規(guī)設(shè)備;測試方法均為常規(guī)方法;實施例中的聚乙烯醇天津博迪化工股份有限公司有售;冰乙酸天津博迪化工股份有限公司有售;三聚氰胺國藥集團化學(xué)試劑有限公司有售;甲醛溶液濟南魯康化學(xué)工業(yè)有限公司有售;本發(fā)明所制備樣品的掃描電鏡照片是經(jīng)日本HitachiS-4800場發(fā)射掃描電子顯微鏡檢測獲得;透射電鏡照片是經(jīng)日本JEM-1011透射電子顯微鏡檢測獲得;充放電測試是經(jīng)PARSTAT2263電化學(xué)工作站檢測獲得。實施例1(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.25g氧化石墨分散在250mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將1.25g密胺樹脂加入500mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:5,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至600oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;圖1為本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料的掃描電鏡照片;圖2為本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料的透射電鏡照片;所制備樣品S-1的掃描電鏡照片見圖1;所制備樣品S-1的透射電鏡照片見圖2;由圖1可見,樣品S-1為密胺樹脂碳化后的球被包覆在石墨烯片層之間,形成了一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),密胺樹脂球大小較均一,直徑約500nm左右,石墨烯片層具有明顯的褶皺;由圖2可以看出碳化后的密胺樹脂球是空心的,壁厚約為45nm左右;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為625F/g。實施例2(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.4g氧化石墨分散在400mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將0.8g密胺樹脂加入320mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:2,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至600oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為350F/g。實施例3(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.46g氧化石墨分散在460mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將0.23g密胺樹脂加入92mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為2:1,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至600oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為300F/g。實施例4(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.5g氧化石墨分散在500mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將0.1g密胺樹脂加入40mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為5:1,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至600oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為450F/g。實施例5(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.5g氧化石墨分散在500mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將0.5g密胺樹脂加入200mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:1,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至600oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為400F/g。實施例6(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.25g氧化石墨分散在250mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將1.25g密胺樹脂加入500mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:5,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至800oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為539F/g。實施例7(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.25g氧化石墨分散在250mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將1.25g密胺樹脂加入500mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:5,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至700oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為580F/g。實施例8(1)在攪拌條件下,將0.54g聚乙烯醇溶解于90mL去離子水中;(2)在攪拌條件下,向上述聚乙烯醇水溶液中加入冰乙酸,調(diào)節(jié)溶液pH=4.5;(3)在攪拌條件下,將2.8g三聚氰胺與5.946g甲醛溶液混合均勻,加熱至60oC,并繼續(xù)反應(yīng)20min,得預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺;(4)在攪拌條件下,將預(yù)聚物羥甲基三聚氰胺溶液加入聚乙烯醇冰乙酸溶液中,并在60oC下保溫,待混合體系出現(xiàn)白色渾濁后,開始計時,并繼續(xù)攪拌反應(yīng)6min,后放入0oC冰浴中,快速降溫,終止反應(yīng),得乳白色反應(yīng)液;(5)將所得乳白色反應(yīng)液進行固液分離,液體回收、備用。固體經(jīng)醇洗、水洗,于40oC空氣氣氛中干燥24h,得到密胺樹脂白色固體,待用;(6)將0.25g氧化石墨分散在250mL去離子水中,超聲3h,得到濃度為1mg/mL的氧化石墨分散液;(7)將1.25g密胺樹脂加入500mL去離子水中,超聲1.5h,得到濃度為2.5mg/mL的密胺樹脂分散液;(8)在攪拌條件下,將氧化石墨分散液緩慢加入密胺樹脂分散液中,氧化石墨與密胺樹脂的質(zhì)量之比為1:5,再繼續(xù)攪拌3h,使兩者充分混合均勻;(9)將氧化石墨與密胺樹脂混合液進行冷凍干燥,得到海綿狀的氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物;(10)將氧化石墨/密胺樹脂復(fù)合物放入管式爐中,在Ar氣保護下,以1oC/min的升溫速率加熱至500oC,并保溫1h,后自然冷卻至室溫,得到黑色目標產(chǎn)物;對本實施例制備的石墨烯/密胺樹脂空心球復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g的電流密度條件下充放電,比電容為512F/g。對比例本對比例在密胺樹脂球制備過程中,不加聚乙烯醇,其余步驟同實施例1,得到的是石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料;圖3為本對比例制備的石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料的SEM照片;所制備樣品S-2的掃描電鏡照片見圖3;由圖3可見,樣品S-2為密胺樹脂碳化后未與石墨烯片層形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且復(fù)合材料整體為無規(guī)形貌;對本對比例制備的石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料進行充放電測試,在1A/g充放電條件下的,比電容為480F/g。