[发明专利]碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：提供氧化石墨烯；

S2：将氧化石墨烯分散到去离子水中，将氧化石墨烯悬浮液超声处理1h，得到浓度为0.5～2mg/mL的氧化石墨烯悬浮液，并调节pH值至8.5；

S3：将S2所得的氧化石墨烯悬浮液加热至60℃，然后按照质量比1：1～1.2的比例加入盐酸多巴胺，利用盐酸多巴胺对氧化石墨烯进行还原和表面聚合，表面聚合的温度为50～90℃，聚合反应时间为12～24h，聚合产物冷却至室温后，洗涤、抽滤后得到聚多巴胺-石墨烯复合物；

S4：将S3所得的聚多巴胺-石墨烯复合物分散到去离子水中，制备浓度为0.5-5mg L^-1的聚多巴胺-石墨烯悬浮液；

S5：向聚多巴胺-石墨烯悬浮液中加入镍盐，所述镍盐与氧化石墨烯的质量比为5～30：1，搅拌直至镍盐完全溶解后，加入沉淀剂，所述沉淀剂与镍盐的质量比为1：2.5～30，搅拌直至沉淀剂完全溶解后，将得到的混合物进行水热反应，水热温度为120～220℃，水热时间为5～24h，反应结束后，离心、洗涤、真空干燥，即得碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，采用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯，具体制备过程如下：

取一定体积的浓硫酸，用冰浴降温至0℃，向其中加入石墨粉，在搅拌下继续加入KMnO₄，反应温度控制在20℃以下，KMnO₄加完后在冰浴下继续搅拌30～40min；然后，在35～40℃下继续反应2h，再向反应液中加蒸馏水，使反应体系温度升至90℃，继续搅拌1h；加入一定体积的双氧水，使过量的KMnO₄被还原；过滤，用稀盐酸溶液洗涤三次，水洗至中性，70℃烘干72h，得到所述氧化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，采用pH为8.5的50 mmol L^-1的Tris-HCl缓冲溶液调节氧化石墨烯悬浮液的pH值。

4.根据权利要求1所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述镍盐选自氯化镍、硫酸镍、乙酸镍中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为尿素。

6.根据权利要求1所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，S5中，所述镍盐与氧化石墨烯的质量比为10～15：1，所述沉淀剂与镍盐的质量比为1：2.5～5。

7.一种权利要求1所述的制备方法制备而成的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料。

8.根据权利要求7所述的碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料在超级电容器中作为电极材料的应用。