[发明专利]聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极及其制备方法

摘要

本发明提供了一种聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极，由石墨烯复合薄膜和聚苯胺纳米管复合形成，首先石墨烯和二氧化锰纳米纤维复合形成石墨烯/二氧化锰纳米纤维复合薄膜，随后苯胺单体在石墨烯/二氧化锰纳米纤维复合薄膜的表面以二氧化锰纳米纤维为模板聚合形成聚苯胺纳米管。本发明的聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极制备方法简单，薄膜厚度和聚苯胺含量可控，且具有较高的体积比电容值和优良的质量比电容值，可应用于便携式储能器件的电极材料。

主权项

1.一种聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A、二氧化锰纳米纤维的制备：将硫酸钾、过硫酸钾、硫酸锰依次溶于水中，混合均匀形成溶液，其中所述硫酸钾的浓度为5～10mg/mL，所述硫酸钾、过硫酸钾、硫酸锰的摩尔比为1:2:1；将所述溶液转入反应釜中，加热至180～220℃，反应12～24h后，将产物离心、水洗、干燥，得到所述二氧化锰纳米纤维；B、氧化石墨烯的还原：将通过采用Hummers法、Brodie法或Staudenmaier法制备的氧化石墨烯分散于水中，加入聚丙烯酰胺、十二烷基磺酸钠、曲拉通X‑100或十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，超声处理0.5～2h，得到浓度为0.1～5mg/mL的氧化石墨烯分散液，加入85％的水合肼还原剂1～3mL，加热至90～120℃，反应6～24h，得到还原氧化石墨烯分散液；C、石墨烯/二氧化锰纳米纤维复合薄膜的制备：在步骤B得到的浓度为0.1～2mg/mL的所述还原氧化石墨烯分散液中加入步骤A得到的所述二氧化锰纳米纤维，依次进行超声分散、减压抽滤、自然晾干，最后脱去滤膜，得到所述石墨烯/二氧化锰纳米纤维复合薄膜，所述减压抽滤采用聚偏氟乙烯滤膜、醋酸纤维素滤膜、纤维素滤膜或阳极氧化铝滤膜中的任意一种；D、聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极的制备：将步骤C得到的所述石墨烯/二氧化锰纳米纤维复合薄膜加入到溶有苯胺单体的硫酸溶液中，形成反应液，静置6～24h后，分别用水和乙醇交替洗涤，烘干后得到所述聚苯胺纳米管修饰的超薄石墨烯薄膜电极。