[发明专利]一种用于超级电容器的碳基复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于超级电容器的碳基复合材料的制备方法。将氧化石墨烯(GO)与聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯腈(PMMA/PAN)核壳结构混合均匀，抽滤后通过高温碳化，去除PMMA并还原得到rGO/PAN，最后经过KOH活化得到多孔rGO/PAN复合材料。本发明公开的制备方法采用PMMA/PAN核壳结构作为模板，既防止石墨烯堆叠，又含有丰富的大孔、介孔和微孔可以形成双电层，提高了有效比表面积和电导率。而且整个制备工艺成本低，绿色环保。

主权项

1.一种用于超级电容器的碳基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:A.制备聚甲基丙烯酸甲酯PMMA/聚丙烯腈PAN的核壳结构；具体方法如下：A‑1.将5‑20ml PMMA单体和5‑20mg过硫酸钾KPS加入到100‑600ml去离子水中，在60‑80℃氮气氛围下用磁力搅拌机搅拌3‑6小时，A‑2.取100‑300ml步骤A‑1的溶液，5‑20ml丙烯腈AN和5‑20mg过硫酸钾KPS加入到100‑300ml去离子水中，在60‑80℃氮气氛围下用磁力搅拌机搅拌2‑4小时，A‑3.将步骤A‑2的PMMA/PAN溶液离心，用去离子水清洗数次并干燥；B.将前述的PMMA/PAN核壳结构与氧化石墨烯混合，抽滤后并干燥，得到GO/PMMA/PAN；步骤B的具体方法如下：B‑1.称量氧化石墨烯GO粉末加入去离子水，超声1‑2小时；B‑2.称量PMMA/PAN粉末加入去离子水，超声1‑2小时；且氧化石墨烯GO和PMMA/PAN颗粒的混合质量比为1:10‑1:50；B‑3.将步骤B‑1和步骤B‑2中的溶液混合超声1‑2小时；B‑4.真空抽滤步骤B‑3中的混合溶液并干燥，得到GO/PMMA/PAN；C.高温碳化，去除PMMA并还原得到rGO/PAN；步骤C的具体方法如下：C‑1.将GO/PMMA/PAN粉末在空气氛围下200‑300℃加热1‑3小时；C‑2.将步骤C‑1中的GO/PMMA/PAN粉末在氩气氛围下700‑900℃加热30分钟‑3小时；去除PMMA并还原得到rGO/PAN；D.经过KOH活化得到多孔rGO/PAN复合材料，步骤D的具体方法如下：D‑1.将rGO/PAN与KOH以质量比1:2‑1:4混合均匀；D‑2.在100‑300℃氩气氛围中干燥，加热至650‑850℃，得到多孔rGO/PAN复合材料；D‑3.用盐酸中和多余的KOH，并用去离子水清洗直到中性后干燥。