[发明专利]一种聚苯胺电容材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺电容材料及其制备方法，所述的聚苯胺电容材料是由下述重量份的原料组成的：苯胺260‑300、过硫酸铵4‑7、饱和十八碳酰胺1‑2、氧化石墨烯10‑15、环氧丙醇2‑3、吡啶20‑30、三氯化铁0.6‑0.8、硅烷偶联剂kh550 1‑2、正硅酸乙酯30‑40、三乙胺0.7‑2。本发明以三乙胺为催化剂，分散到苯胺的酰胺水溶液中，促进环氧开环，从而提高了石墨烯与苯胺单体的分散相容性，再经过聚合，进而改善了石墨烯在聚苯胺间的相容性，从而提高了成品材料的电容性和导电稳定性。

技术领域

本发明属于电池材料领域，具体涉及一种聚苯胺电容材料及其制备方法。

背景技术

导电聚合物属于赝电容电极材料，其与碳基和金属氧化物电极材料相比是一种较新的电极材料，聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等具有共轭结构的聚合物及其衍生物是目前较为常见的导电聚合物。导电聚合物具有合成成本低廉，对环境没有污染，并且可在较高的电压下工作，充放电的时间短以及高的理论比电容等优良特性，因此受到研究者们的广泛关注。但是，导电聚合物在经历连续的充放电之后，其体积会发生收缩和膨胀从而破坏导电聚合物的结构，这将严重降低其的循环寿命并阻碍其在超级电容器中的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚苯胺电容材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚苯胺电容材料，是由下述重量份的原料组成的：苯胺260-300、过硫酸铵4-7、饱和十八碳酰胺1-2、氧化石墨烯10-15、环氧丙醇2-3、吡啶20-30、三氯化铁0.6-0.8、硅烷偶联剂kh550 1-2、正硅酸乙酯30-40、三乙胺0.7-2。

所述聚苯胺电容料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取三氯化铁，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀；

(2)取吡啶、正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量10-17倍的去离子水中，送入到反应釜中，通入氮气，加入上述三氯化铁水溶液，调节反应釜温度为5-10℃，搅拌反应4-6小时，出料，得聚合物溶胶溶液；

(3)取硅烷偶联剂kh550，加入到其重量10-13倍的无水乙醇中，搅均匀，加入上述聚合物溶胶溶液，升高温度为50-60℃，保温搅拌1-2小时，得氨基聚合物溶胶溶液；

(4)取氧化石墨烯、环氧丙醇混合，加入到混合料重量4-7倍的无水乙醇中，超声30-40分钟，得石墨烯分散液；

(5)取苯胺、饱和十八碳酰胺混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，搅拌均匀，得酰胺水溶液；

(6)取上述氨基聚合物溶胶溶液、石墨烯分散液混合，搅拌均匀，加入到上述酰胺水溶液中，送入到150-160℃的恒温水浴中，加入三乙胺，保温搅拌1-3小时，出料冷却，得石墨烯改性单体溶液；

(7)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

(8)取上述石墨烯改性单体溶液，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-75℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，真空55-60℃下干燥3-5小时，即得所述聚苯胺电容材料。

本发明的优点：