一种水滑石-聚（3,4-乙撑二氧噻吩）核壳结构超电容材料的制备方法

摘要

本发明公开了属于超电容材料制备技术领域的一种水滑石-聚(3，4-乙撑二氧噻吩)核壳结构超电容材料及其制备方法。该超电容材料由电化学活性的水滑石和具有良好导电性的聚(3，4-乙撑二氧噻吩)组成。其制备方法：首先制备水滑石阵列薄膜，然后采用电化学沉积法在水滑石纳米晶阵列上包覆一层聚(3，4-乙撑二氧噻吩)，形成核壳结构。本发明的优点在于：阵列结构的水滑石纳米晶可有效抑制活性组分的聚集，并且为电子的传递提供了通道，保证了快速充放电过程中电子的有效转移；聚(3，4-乙撑二氧噻吩)壳层的引入改善了常规赝电容材料倍率性能差的缺点。

主权项

一种水滑石‑聚(3,4‑乙撑二氧噻吩)核壳结构超电容材料的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：a.将M₁和M₂溶解于去离子水中配成混合盐溶液，其中M₁的浓度为5～20mmol/L，M₁和M₂的摩尔浓度比为1～3；b.将尿素和氟化铵溶于去CO₂去离子水中，分别配成浓度为0.02～0.05mol/L的A溶液和0.01～0.02mol/L的B溶液；c.取a步骤中制得的透明澄清溶液10～25ml，b步骤得到的A溶液5～15ml和B溶液5～20ml，三者混合于高压釜中，并放入导电基底，然后将高压釜密封，置入90～130℃的烘箱中，反应8～24小时后取出，用去离子水冲掉表面残余物，即在导电基底上得到水滑石阵列薄膜；d.取步骤c得到的表面具有水滑石阵列薄膜的导电基底，采用电化学恒电位沉积的方法，在其表面包覆一层聚(3,4‑乙撑二氧噻吩)，得到水滑石‑聚(3,4‑乙撑二氧噻吩)核壳结构超电容材料，具体操作条件为：采用三电极体系，以步骤c得到的表面具有水滑石阵列薄膜的导电基底、Ag/AgCl、Pt丝分别作为工作电极、参比电极和对电极；电解液中十二烷基磺酸钠的浓度为0.07～0.15mol/L，高氯酸锂的浓度为0.1～0.2mol/L，3,4‑乙撑二氧噻吩的浓度为0.05～0.1mol/L；沉积电压为0.8～1.2V，沉积时间为30～300s；沉积前在电解液中通10～15分钟N₂气，除去溶解的氧气；M₁为二价金属离子Co²⁺、Fe²⁺或Ni²⁺；M₂为三价金属离子Fe³⁺或Al³⁺。