一种碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113764199A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202111050174.5(22)申请日2021.09.08(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖中路21号(72)发明人孔泳吴兴月王成超吴大同蔡文蓉(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人刘妍妍(51)Int.Cl.H01G11/48(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书6页附图9页(54)发明名称一种碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于材料合成和电化学技术领域，涉及一种可用于超级电容器电极材料的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，包括以下步骤：碳布的活化、在碳布上合成八硫化九钴、用恒电位法将吡咯聚合在八硫化九钴的表面，并对碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料进行恒电流充放电测试及循环稳定性测试；本发明提出的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法简单易行，该复合材料用于超级电容器电极时，具有较高的比电容和较好的循环稳定性。CN113764199ACN113764199A权利要求书1/1页1.一种碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料，其特征在于，所述碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料为在碳布表面生长的金属有机框架ZIF‑67进行衍生，形成片状的八硫化九钴，再利用电化学聚合的方法将吡咯聚合在八硫化九钴的表面，得到碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料。2.根据权利要求1所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料，其特征在于，所述碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料以2θ衍射角表示的X射线粉末衍射图谱在15.17°±0.2°，29.75°±0.2°，31.15°±0.2°，39.72°±0.2°，52.12°±0.2°处出现衍射峰。3.根据权利要求1所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将六水合硝酸钴和2‑甲基咪唑分别溶解于超纯水中，超声至溶液澄清透明后，将上述两种溶液快速混合，放入活化后的碳布，静置后取出碳布用无水乙醇、超纯水反复洗涤，烘干，得到生长在碳布表面的金属有机框架ZIF‑67；将硫代乙酰胺溶于超纯水中，超声至溶液澄清透明后，再将衍生有金属有机框架ZIF‑67的碳布置于该溶液中，并转移至高压反应釜中进行水热反应，将产物用无水乙醇、超纯水反复洗涤，烘干，得到生长了八硫化九钴的碳布；将吡咯溶于磷酸盐缓冲溶液中，再将对甲苯磺酸溶于上述溶液作为支持电解质，分别将生长了八硫化九钴的碳布、饱和甘汞电极和铂片电极用作工作电极、辅助电极和对电极，聚合后，得到碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料。4.根据权利要求3所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，六水合硝酸钴、2‑甲基咪唑、硫代乙酰胺的质量比为2～3：1～2：0.4～0.8。5.根据权利要求3所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，碳布在溶液中的静置时间为12～36h。6.根据权利要求3所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，衍生有金属有机框架ZIF‑67的碳布烘干温度为50～100℃，烘干时间为5～9h。7.根据权利要求3所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，水热反应温度为80～120℃，反应时间为450～550min；和/或，生长了八硫化九钴的碳布烘干温度为50～100℃，烘干时间为5～9h。8.根据权利要求3所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料的制备方法，其特征在于，用于恒电位法聚合吡咯的时间为10～30s；和/或，电解液中吡咯的浓度为0.03～0.08mol/L；和/或，电解液中对甲苯磺酸的浓度为0.01～0.04mol/L；和/或，电解液中磷酸盐缓冲溶液的pH为6～7，浓度为0.05～0.2mol/L。9.根据权利要求1或2所述的碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料在超级电容器电极材料中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述超级电容器以碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料为工作电极，饱和甘汞电极为辅助电极，铂片电极为对电极，KOH为电解液。2CN113764199A说明书1/6页一种碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于材料合成和电化学技术领域，具体涉及一种碳布/八硫化九钴/聚吡咯复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着全球温室气体水平的增加，对于能够提供可持续和绿色环保的解决方案来满足我们对能源的需求迫在眉睫。在所有关于能量储存和转换的系统中，超级电容器起着非常重要的作用，它与常规的电容器相比，