一种石墨烯-聚苯胺纳米颗粒复合薄膜电极及其制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜电极，其由石墨烯和聚苯胺纳米颗粒复合形成，其中聚苯胺纳米颗粒为聚苯乙烯磺酸钠掺杂的聚苯胺纳米颗粒，其尺寸为20～100nm。本发明的石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜电极制备方法简单易操作、安全可靠、易于规模化大面积制备石墨烯复合薄膜电极。更重要的是，其具有良好的力学性能以及电化学性能，尤其具有很高的面积电容性能和体积电容性能，优异的循环稳定性和化学稳定性。此外，本发明简单地通过对聚苯胺纳米颗粒含量和薄膜厚度的调节可实现对石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜的力学性能以及面积电容性能和体积电容性能的调控，在超级电容器储能领域具有广阔的应用前景。

主权项

一种石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A、制备还原氧化石墨烯分散液：在室温下，将氧化石墨烯分散于水中，加入表面活性剂，超声分散得到氧化石墨烯分散液；然后向所述氧化石墨烯分散液中加入还原剂，加热至90～120℃，反应5～24h后得到第一还原氧化石墨烯分散液；B、制备聚苯胺纳米颗粒：在苯乙烯磺酸钠溶液中加入偶氮二异丁腈，在60～80℃加热5～12h，得到聚苯乙烯磺酸钠溶液；在苯胺的盐酸溶液中滴入所述聚苯乙烯磺酸钠溶液，室温下搅拌0.5～1h，滴入过硫酸铵的盐酸溶液，室温下搅拌12～24h；固液分离，在60～80℃真空干燥12～24h得到所述聚苯胺纳米颗粒固体粉末；C、制备石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜：将步骤A中得到的所述第一还原氧化石墨烯分散液进一步分散于溶剂中，得到第二还原氧化石墨烯分散液，加入步骤B中得到的所述聚苯胺纳米颗粒，依次进行超声处理，减压抽滤，自然干燥，脱去滤膜，即得到所述石墨烯‑聚苯胺纳米颗粒复合薄膜电极。