[发明专利]一种介孔碳纳米片的制备方法及其作为超级电容器电极材料的应用

摘要

本发明涉及一种介孔碳纳米片的制备，并将其作为电极材料应用于超级电容器中。该方法是利用多孔氧化镁纳米片作为模板，多巴胺为碳前躯体，碳源均匀包覆在氧化镁纳米片的表面形成复合物，高温碳化后用过量硫酸溶液去除模板氧化镁后得到二维的碳纳米片。制备过程中加入的三嵌段共聚物PEO-PPO-PEO(P123)作为结构导向剂形成介孔结构，提高了碳纳米片的比表面积和孔容量，有利于电解液离子的传输和扩散，从而提高材料的电容量。通过调节模板与碳源的质量比以及多巴胺的聚合反应时间可以有效地控制碳源在模板表面的包覆厚度，相应得到不同厚度的碳纳米片，从而影响其电化学性能。

主权项

一种介孔碳纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将氧化镁粉末超声分散于去离子水中后，沸腾回流2～24h后过滤得到氢氧化镁纳米片，高温下煅烧除去水分子，得到多孔氧化镁纳米片；（2）将0.2～0.6g三嵌段共聚物PEO‑PPO‑PEO溶解于200～600ml水中，然后加入0.25～0.75g氨基丁三醇搅拌得到缓冲溶液，再将0.2～0.6g步骤（1）得到的多孔氧化镁纳米片分散于所述缓冲溶液中，超声10～30min后冷却到室温；（3）在步骤（2）的产物中边搅拌边加入0.2～2.4g多巴胺，10~40℃下搅拌反应3～24h，过滤洗涤得到聚多巴胺/氧化镁复合物；（4）将（3）中得到的聚多巴胺/氧化镁复合物在氩气气氛中进行高温碳化，300～350℃下反应2～4h，800～900℃下反应4～6h，最后用过量的硫酸洗去作为模板的所述多孔氧化镁后得到所述介孔碳纳米片。