[发明专利]二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料，包括管壁独立结构的二氧化钛或氮化钛纳米管阵列，以及二氧化钛或氮化钛纳米管内壁面和外壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜；由二氧化钛或氮化钛纳米管内壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜(1)、二氧化钛或氮化钛纳米管阵列(2)以及二氧化钛或氮化钛纳米管外壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜(3)形成同心轴中空结构的纳米管复合材料。本发明还提供了该材料的制备方法及应用。该材料由聚吡咯高分子链中修饰碳量子点提高聚吡咯电导率，同时形成同心轴中空纳米阵列结构，从而大大提高电极材料的电化学电容性能。

主权项

二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料包括管壁独立结构的二氧化钛或氮化钛纳米管阵列，以及二氧化钛或氮化钛纳米管内壁面和外壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜；由二氧化钛或氮化钛纳米管内壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜(1)、二氧化钛或氮化钛纳米管阵列(2)以及二氧化钛或氮化钛纳米管外壁面上均匀沉积的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜(3)形成同心轴中空结构的纳米管复合材料；所述碳量子点修饰的聚吡咯导电膜，是由碳量子点均匀分散在聚吡咯高分子链上形成的均匀光滑的碳量子点修饰的聚吡咯导电膜；所述制备方法包括以下步骤：(1)采用恒电压电解方法制备碳量子点：构建三电极电化学反应体系，以石墨棒为工作电极、铂片为对电极、甘汞电极为参比电极，以0.1M磷酸二氢钾水溶液为反应电解质溶液，设定恒定电压为3.0V，反应时间为3‑6h，即得0.001‑0.01M碳量子点水溶液；(2)采用电聚合沉积方法制备二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料：构建三电极电化学反应体系，以吡咯、高氯酸锂、碳量子点混合水溶液为反应电解质溶液，以管壁独立结构的二氧化钛或氮化钛纳米管阵列作为电极支撑基底材料并作为工作电极、铂片为辅助电极、饱和甘汞电极为参比电极，采用电聚合反应合成方法，二氧化钛或氮化钛纳米管内壁面与外壁面上均匀沉积形成碳量子点修饰的聚吡咯导电膜，得到二氧化钛或氮化钛支撑的碳量子点修饰聚吡咯纳米阵列材料。