[发明专利]一种用于超级电容器的聚丙烯腈/二硫化钼复合材料的制备方法

说明书

发明公开了一种用于超级电容器的聚丙烯腈/二硫化钼复合材料的制备方法。将二水钼酸钠(Na₂MoO₄·2H₂O)、硫脲(CH₄N₂S)与聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯腈(PMMA/PAN)核壳结构混合均匀，经过水热反应后高温碳化，得到MoS₂/PAN复合材料。本发明公开的制备方法采用PMMA作为模板形成具有均匀大孔的PAN中空球状结构，并在PAN表面生长MoS₂纳米花，既方便电解液离子的输运，又有较高的比表面积，有利于形成双电层。而且整个制备工艺简单，绿色环保。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体涉及超级电容器领域，特别涉及一种用于超级电容器的聚丙烯腈/二硫化钼复合材料的制备方法。

背景技术

超级电容器电极材料的电化学性能通常受到多个因素的制约，如比表面积、孔径分布、导电性能等。首先，比表面积越大，吸附的电解液离子越多，能够存储更多的能量。其次，孔径大小和结构也会影响双电层的形成。只有大小合适的孔径，允许电解液离子进入，才能浸润电极材料表面形成双电层。而且复杂的孔道结构也会影响电解液离子在孔道中的通畅性。本发明主要从以上两个角度出发，结合聚丙烯腈和二硫化钼的特性，改善超级电容器电极材料的电化学性能。

二硫化钼(MoS₂)作为一种过渡金属硫化物，具有类似石墨的层状结构，而且物理化学性质稳定。经过长期的科学研究，已通过多种方法成功制备出形貌各异的纳米级MoS₂颗粒。

发明内容

本发明为改善超级电容器电极材料的电化学性能，提供了一种用于超级电容器的聚丙烯腈/二硫化钼电极复合材料的制备方法。

本发明一方面提供一种用于超级电容器的聚丙烯腈/二硫化钼复合材料的制备方法，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，其包括如下步骤：

A-1.将甲基丙烯酸甲酯MMA和过硫酸钾KPS加入到去离子水中，在氮气氛围下搅拌一段时间；

A-2.取步骤A-1的溶液、丙烯腈AN和过硫酸钾KPS加入到去离子水中，在氮气氛围下搅拌一段时间；

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，得到PMMA/PAN核壳结构；

B.将前述的PMMA/PAN核壳结构与二水钼酸钠(Na₂MoO₄·2H₂O)、硫脲(CH₄N₂S)混合，进行水热反应得到MoS₂/PMMA/PAN；

C.高温碳化步骤B得到的MoS₂/PMMA/PAN，去除PMMA，得到MoS₂/PAN复合材料。

本发明的技术方案中，步骤A-1、和A-2.都是在60-80℃氮气氛围下搅拌2-4小时。

本发明的技术方案中，步骤B的具体方法如下：

B-1.称量二水钼酸钠和硫脲(质量比为1:2)粉末加入去离子水中搅拌均匀；

B-2.称量步骤A-3中的PMMA/PAN粉末加入去离子水，超声搅拌；且PMMA/PAN粉末和二水钼酸钠的质量比为1:10-1:50。

B-3.将步骤B-1和步骤B-2中的溶液混合超声混合均匀后，在120-200℃下水热反应；

B-4.真空抽滤，用去离子水清洗数次并干燥，得到MoS₂/PMMA/PAN。