一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116031074A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310153810.X(22)申请日2023.02.22(71)申请人昆明理工大学地址650000云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人蔡金明孔姿淞蔡晓明(74)专利代理机构昆明明润知识产权代理事务所(普通合伙)53215专利代理师张云(51)Int.Cl.H01G11/22(2013.01)H01G11/86(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/30(2013.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法(57)摘要本发明公开了一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：在镍泡沫表面电化学沉积上氧化石墨烯，成为氧化石墨烯/镍泡沫前驱体，再通过水塑化发泡，将镍泡沫骨架上的氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯，从而得到石墨烯/镍泡沫电极。该方法工艺简单，重复性好。镍泡沫提供了良好的骨架，使得还原氧化石墨烯网络得以联通，还原氧化石墨烯提供了很多活性位点，增大其比表面积，提高电子/离子迁移率，使得电容器充放电速率大大增加。石墨烯/镍泡沫结构稳定使得电容器在充放电过程具有好的循环稳定性。因此本发明作为电容器电极具有良好的运用。CN116031074ACN116031074A权利要求书1/1页1.一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将镍泡沫进行清洗预处理；(2)通过Hummers将鳞片石墨制备成氧化石墨烯，并处理得到氧化石墨烯分散液；(3)用镍泡沫作为阳极，氧化石墨烯分散液作为沉积溶液，采用电化学沉积法制备氧化石墨烯/镍泡沫电极，并冷冻干燥；(4)将氧化石墨烯/镍泡沫进行水塑化发泡后干燥得到还原氧化石墨烯/镍泡沫器件。2.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，使用的镍泡沫粒径在90‑110PPI预处理使用0.5‑3mol/L浓度的盐酸超声10‑30min，使用无水乙醇溶液超声10‑30min，最后使用去离子水超声10‑30min，在30‑60℃烘干30‑120min。3.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，采用鳞片石墨的粒径在60‑1000目。4.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(2)中氧化石墨烯在水溶液中进行超声分散，超声30‑60min，搅拌30‑60min。5.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，镍泡沫作为阳极，铜箔/不锈钢片作为阴极，氧化石墨烯溶液作为沉积溶液，其浓度为1‑5mg/ml，沉积电压为5‑30V，沉积时间为5‑60min。6.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，沉积过程中需要不断搅拌氧化石墨烯溶液，搅拌速率为100‑500r/s。7.将根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，水塑化过程的特征为将氧化石墨烯/镍泡沫在室温下放入去离子水中完全浸泡1‑5min后，将氧化石墨烯/镍泡沫取出，静置1‑60min，完成水塑化过程。8.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，发泡过程为将氧化石墨烯/镍泡沫在室温下浸入到1‑30％的水合肼/溶液中，浸泡1‑60min。9.根据权利要求1所述的一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，最后将还原氧化石墨烯/镍泡沫在室温下干燥8‑24小时。10.一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极，其特征在于：所述电极根据权利要求1‑9任一项所述的制备方法制得。2CN116031074A说明书1/6页一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法技术领域[0001]本发明涉及超级电容器、碳材料的制备，具体涉及一种通过水塑化发泡还原法制备石墨烯/镍泡沫电极的方法。背景技术[0002]超级电容器作为一种具有高功率密度和低污染等优点的环保型储能设备。与电池相比，超级电容器储存的是电能而不是化学能，但它的功率密度比电池高，但能量密度比电池低。这也使得超级电容器无法大规模应用。为了提高超级电容器的综合电化学存储性能，进一步扩大超级电容器的应用范围，世界各国的科学家都在努力探索。超级电容