一种用于超级电容器的电极材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种用于超级电容器的电极材料的制备方法，包括一个制备金属有机骨架化合物的步骤，然后再将其置于氮气氛围中煅烧、盐酸酸洗，即可得到氮掺杂的碳，再把氮掺杂的碳与氢氧化钾按照一定的质量比混合于氮气氛围中进行活化，这样可得到氮掺杂的多孔碳，在苯胺原位聚合的过程中将氮掺杂的多孔碳加入进去，继续在低温搅拌反应，可得到三维交联的聚苯胺/氮掺杂的多孔碳复合材料。与现有技术相比，本发明通过对金属有机骨架化合物进行高温裂解与活化引入氮掺杂的多孔碳，然后将其与聚苯胺复合，合成方法简单、有效，得到的复合材料可用于超级电容器的电极材料，其性能较优异，可以大规模的工业化生产。

主权项

一种用于超级电容器的电极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）一个制备金属有机骨架化合物的步骤，将有机配体溶于甲醇溶液中，所述的有机配体为2‑甲基咪唑、咪唑、苯并咪唑中的任意一种，配成浓度为0.01‑1g/mL的甲醇溶液；将金属离子溶于甲醇溶液中，所述的金属离子为锌、钴、铁、镍中的一种或者两种以上的组合，配成金属离子的浓度为0.01‑1g/mL的甲醇溶液，然后将有机配体的甲醇溶液和金属离子的甲醇溶液按照体积比1：1混合，搅拌，搅拌时间为0.01‑240小时，然后静置0.01‑480小时，得到悬浮物；将得到的悬浮物在每分钟500‑16000rpm下离心0.1‑60分钟，用甲醇溶液反复洗涤1‑100次，得到沉淀，然后在干燥箱中0.5‑240小时；2）一个制备氮掺杂的碳的步骤，将步骤（1）中得到的沉淀在惰性气体中以0.5‑20℃/min的加热速率加热到500‑1200℃反应0.1‑48小时，煅烧结束后，再用0.1‑4 mol/L的盐酸的水溶液和去离子水中依次洗涤1‑20次后置于烘箱中40‑90℃烘干0.5‑48小时，得到氮掺杂的碳；3）一个制备氮掺杂的多孔碳的步骤，将步骤（2）中得到的氮掺杂的碳与氢氧化钾按照质量比为1:1‑1:5混合研磨，再置于惰性气氛中以0.5‑20℃/min的加热速率加热到500‑1200℃活化0.1‑48小时，活化结束后，再用0.1‑4 mol/L的盐酸的水溶液和去离子水中依次洗涤1‑20次后置于烘箱中40‑90℃烘干0.5‑48小时，得到氮掺杂的多孔碳；4）一个制备三维交联的聚苯胺/氮掺杂的多孔碳复合材料的步骤，将步骤（3）中得到的氮掺杂的多孔碳分散于苯胺的盐酸溶液中，然后进行苯胺的原位聚合，将得到的产物进行洗涤，即可得到三维交联的聚苯胺/氮掺杂的多孔碳复合材料，即用于超级电容器的电极材料。