一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CG?PANI電極的電化學(xué)制備方法及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用，所述方法將玻碳電極拋光至呈鏡面，然后超聲洗滌、室溫干燥；將羧基化石墨烯懸浮液超聲剝離后，滴至玻碳電極表面，得羧基化石墨烯電極；采用三電極系統(tǒng)，即步驟(1)制備的羧基化石墨烯電極為工作電極、Ag/AgCl電極用作參比電極、Pt絲電極用作對電極，以硫酸和苯胺單體混合物為電解液，固定工作電極掃描，得CG?PANI電極。所述方法簡單、有效、操作簡便，在合成時(shí)無需加入氧化劑，避免了氧化劑對實(shí)驗(yàn)造成的影響。所述方法制得的電極比電容可達(dá)792.5F/g，且電化學(xué)穩(wěn)定性好，經(jīng)過1000次連續(xù)充放電后比容量仍可保持初始值的86％，可作為超級電容器電極材料應(yīng)用。
【專利說明】
-種錢基化石墨稀-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法及其作為 超級電容器電極材料的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電極材料的制備方法及其應(yīng)用，特別設(shè)及一種簇基化石墨締-聚 苯胺電極的電化學(xué)制備方法及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界各國對能源的需求日益增加，然而煤炭、石油、天然氣等能源的日益枯竭，因 此，開發(fā)新能源、發(fā)明新的儲能設(shè)備已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展的需要。超級電容器，也稱電化學(xué)電 容器，作為二次電源，是介于普通物理電容器和二次電池之間的一種新型儲能元件，具有傳 統(tǒng)電池?zé)o法比擬的優(yōu)點(diǎn)：高功率密度、高能量密度、循環(huán)壽命長、充電時(shí)間短、無污染、無需 維護(hù)等。超級電容器因具有環(huán)境適應(yīng)、循環(huán)壽命好、充放電速率快、自放電低等特點(diǎn)，可作為 太陽能燈、交通信號燈、太陽能燈、路標(biāo)燈、公共汽車站時(shí)間表燈等的替代電源，可長期使 用，無需維護(hù)。超級電容器可W為汽車在啟動、加速、爬坡時(shí)提供高功率，從而保護(hù)動力電池 系統(tǒng)，同時(shí)降低汽車尾氣對環(huán)境造成的污染，還能通過制動系統(tǒng)將能量瞬間回收于超級電 容器中，大幅度地提高能量利用率，美國能源部研究的電動車比功率達(dá)到1500W/kg，高功率 密度和高能量的超級電容器不僅在電動汽車上具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，而且它能夠作為獨(dú)立 電源廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)等領(lǐng)域中，也將作為高脈沖電流發(fā)生器在國防、航空航天等領(lǐng)域 發(fā)揮重要作用。
[0003] 導(dǎo)電聚合物，又稱導(dǎo)電高分子，是人工滲雜等手段合成的聚合物，運(yùn)類聚合物的電 導(dǎo)率介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間。通常指本征導(dǎo)電聚合物，主鏈形成了單雙建交替的共輛η體 系。運(yùn)些電子的流動為導(dǎo)電創(chuàng)造了可能性。導(dǎo)電聚合物作為超級電容器電極材料，主要是 依靠法拉第歴電容原理來實(shí)現(xiàn)儲能，可W在相對高的電壓下工作，運(yùn)也是它的最大優(yōu)點(diǎn)，可 W彌補(bǔ)過渡金屬氧化物工作電壓不高的缺陷，引領(lǐng)未來超級電容器電極材料的發(fā)展方向。 聚苯胺(ΡΑΝΙ)就是常見的導(dǎo)電聚合物之一。
[0004] 石墨締材料在超級電容器領(lǐng)域中的優(yōu)勢是很突出的。Xin Fan等通過聚苯胺氧化 聚合，合成氧化石墨/聚苯胺，加入維生素 C作為氧化石墨締的還原劑，合成了石墨締/聚苯 胺復(fù)合材料，并將其用于超級電容器。通過電化學(xué)方法，測得其比電容為561F/g。雖然石墨 締(RG0)有較高理論比表面積，但由于石墨片層之間的相互堆積，RG0的實(shí)際電容遠(yuǎn)低于期 望值。為了抑制其相互堆積，充分發(fā)揮其優(yōu)良特性，有必要對RG0進(jìn)行改性，目前進(jìn)行RG0改 性的主要途徑之一是在其表面引入特定的官能團(tuán)。Surajit Konwer通過聚苯胺氧化聚合， 合成了氧化石墨締/聚苯胺復(fù)合材料，并將其運(yùn)用于超級電容器，比電容為543.75F/g。簇基 化石墨締(CG)是石墨締表面簇基功能化后的產(chǎn)物，不僅具有RG0的優(yōu)良特性，而且CG邊緣碳 原子上大量的簇基，幾基使CG很容易分散在水中，運(yùn)些含氧官能團(tuán)同時(shí)使CG可與聚合物或 小極性分子產(chǎn)生強(qiáng)烈相互作用形成簇基化石墨締基復(fù)合材料。Yan Liu等先合成簇基化氧 化石墨締，通過聚苯胺氧化聚合，合成簇基化氧化石墨締/聚苯胺，通過加入還原劑水合阱， 合成簇基化石墨締/聚苯胺復(fù)合材料，并將其運(yùn)用于超級電容器，比電容為525F/g。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種簇基化石墨締-聚苯胺(CG-PANI)電極的電化學(xué)制備 方法及其作為超級電容器電極材料的應(yīng)用，本發(fā)明所述電化學(xué)法簡單、有效、操作簡便，而 且在合成過程中無需加入氧化劑，避免了化學(xué)合成法中氧化劑對合成產(chǎn)物造成的影響。合 成出的CG-PANI電極的比電容高達(dá)792.5F/g。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供通過上述方法制備的簇基化石墨締-聚苯胺（CG- PANI)電極作為超級電容器電極材料的應(yīng)用。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種簇基化石墨締-聚苯胺(CG-PANI)電極的電化學(xué)制備方法，其特征在于，所述 方法包括如下步驟：
[0009] (1)簇基化石墨締(CG)電極的制備:將玻碳電極(GCE)拋光至呈鏡面，然后超聲洗 涂、室溫干燥；將ImL 0.5mg/mL的CG懸浮液（溶劑為水）超聲剝離后，取化L滴至玻碳電極 (GCE)表面，室溫干燥，得簇基化石墨締(CG)電極；（CG懸浮液購于在南京先鋒納米科技有限 公司）；
[0010] (2)簇基化石墨締-聚苯胺(CG-PANI)電極的制備:采用立電極系統(tǒng)，即步驟（1)制 備的簇基化石墨締(CG)電極為工作電極、Ag/AgCl電極用作參比電極、Pt絲電極用作對電 極，W硫酸和苯胺單體水溶液為電解液，固定工作電極掃描，反應(yīng)結(jié)束后取出工作電極室溫 干燥化，得CG-PANI電極。
[0011] 所述方法中，步驟（1)中滴至玻碳電極(GCE)表面的簇基化石墨締和步驟(2)電解 液中苯胺單體的質(zhì)量比為1:5~1:20。
[001^ 所述方法步驟（1)中，玻碳電極(GCE)依次用0.3皿和0.05μπι的α-Α?203拋光至呈鏡 面，然后用無水乙醇、二次蒸饋水各超聲洗涂5min，再用二次蒸饋水沖洗干凈并在室溫下驚 干;將ImL 0.5mg/mL的CG懸浮液超聲剝離Ih后，取化L滴至玻碳電極(GCE)表面，室溫干燥 6h，得簇基化石墨締(CG)電極。
[0013] 所述方法步驟(2)中，固定工作電極電位為0.8V，掃描時(shí)間為900s。
[0014] 所述方法步驟（2)中，所述電解液中硫酸和苯胺單體的摩爾濃度分別為0.5M和 0.2M，電解液中硫酸和苯胺的體積比為3: 2。
[0015] 本發(fā)明還設(shè)及由上述方法制備的簇基化石墨締-聚苯胺(CG-PANI)電極作為超級 電容器電極材料的應(yīng)用。本發(fā)明所述電化學(xué)制備方法制得的CG-PANI電極的總電容可分為 Ξ個(gè)部分；
[0016] (1)CG表面的官能團(tuán)的法拉第感應(yīng)電容；
[0017] (2)PANI在氧化還原過程中產(chǎn)生的法拉第歴電容；
[0018] (3)電解液和電極界面形成的雙電層電容。
[0019] 經(jīng)現(xiàn)峰，恒定電流為1.2A/g時(shí)，本發(fā)明所述電化學(xué)制備方法制得的CG-PAOT電極的 比電容高達(dá)792.5F/g，比已報(bào)道的同類復(fù)合電極的比電容高;恒定電流為1.2A/g時(shí)，PANI的 比電容為337F/g，表明加入的CG提高了 PANI的比電容。
[0020] 本發(fā)明所述電化學(xué)制備方法制得的CG-PANI電極具有優(yōu)良的電化學(xué)儲能性能、能 夠作為超級電容器電極材料應(yīng)用，有W下幾個(gè)原因：
[0021] (1)納米尺寸的CG促進(jìn)了電解液離子與PANI鏈的充分接觸，引發(fā)了 PANI內(nèi)部的氧 化還原反應(yīng)；
[0022] (2)CG與PANI的復(fù)合增加了 CG的層間距，使得電解液離子能夠更加充分的接觸CG 表面，大大增加了CG貢獻(xiàn)的感應(yīng)電容和雙電層電容。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明所述電化學(xué)制備法簡單、有效、操作簡便，而且在合成過 程中無需加入氧化劑，避免了現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)合成法中氧化劑對合成產(chǎn)物造成的影響。本發(fā) 明所述方法合成的CG-PANI電極的比電容高達(dá)792.5F/g，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)中使用化學(xué)合成 法得到的電極。本發(fā)明所述方法合成的電極具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)過1000次連續(xù)充 放電后比電容仍可保持初始值的86%;將其用作超級電容器電極材料具有很廣闊的應(yīng)用前 景。
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不W具體實(shí)施 方式為限，而是由權(quán)利要求加 W限定。
【附圖說明】
[002引圖1 (A) CG電極的TEM圖；圖1 (B)為PANI電極的TEM圖；圖1 (C)為CG-PAN11:5電極的 TEM圖；圖1(D)為CG-PANIi:i0電極的TEM圖；圖1(E)為CG-PANIi:20電極的TEM圖。
[0026] 圖 2 為CG 電極（a)、PANI電極（b)、CG-PANIl:日電極（c)、CG-PANIl:l日電極（d)、CG- pANIl:2o電極(e)的拉曼光譜。
[0027] 圖 3 為CG 電極（a)、PANI電極（b)、CG-PANIl:日電極（c)、CG-PANIl:l日電極（d)、CG- pANIl:2日電極(e)的紅外光譜。
[002引圖4為CG電極（a)、PANI電極（b)、CG-PANIi:日電極（C)、CG-PANIi:i日電極（d)、CG- PANIi:2日電極(e)的循環(huán)伏安曲線。
[0029] 圖 5 為CG 電極（a)、PANI電極（b)、CG-PANIl:日電極（c)、CG-PANIl:l日電極（d)、CG- pANIl:2日電極(e)的交流阻抗曲線。
[0030] 圖6為CG電極(3)、?4仍電極化）、〔6-?4仍1:5電極((3)的恒流充放電圖。
[0031] 圖7為PANI電極(b)、CG-PANIi:5電極(C)在不同電流密度下的比電容對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的技術(shù)方案給予進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但有必要 指出，W下實(shí)施例只用于對
【發(fā)明內(nèi)容】
的描述，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] (1)簇基化石墨締(CG)電極的制備:玻碳電極(GCE)依次用0.3和0.05皿的α-Α?2化 拋光至呈鏡面，然后用無水乙醇、二次蒸饋水各超聲5min，最后用二次水沖洗干凈并室溫驚 干。取ImL 0.5mg/mL的CG水懸浮液，超聲剝離化，取4μΙ CG懸浮液滴至GCE表面，室溫干燥 6h，得CG電極。
[0035] (2)簇基化石墨締-聚苯胺(CG-PANI)電極的制備:采用Ξ電極系統(tǒng)，即步驟（1)制 備的簇基化石墨締(CG)電極為工作電極、Ag/AgCl電極用作參比電極、Pt絲電極用作對電 極，W0.5M的硫酸和0.2M的苯胺單體(硫酸和苯胺的體積比為3:2)混合物為電解液(其中步 驟(1)中滴至玻碳電極(GCE)表面的簇基化石墨締和步驟(2)電解液中苯胺單體的質(zhì)量比為 1:5)，固定工作電極在0.8V下掃描900s，反應(yīng)結(jié)束后取出工作電極室溫干燥化，制得CG- PANIi:5 電極。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 本實(shí)施例中實(shí)施步驟與實(shí)施例1中相同，不同之處在于步驟（1)中滴至玻碳電極 (GCE)表面的簇基化石墨締和步驟(2)電解液中苯胺單體的質(zhì)量比為1:10，制得CG-PANI1:10 電極。
[003引實(shí)施例3
[0039] 本實(shí)施例中實(shí)施步驟與實(shí)施例1中相同，不同之處在于步驟（1)中滴至玻碳電極 (GCE)表面的簇基化石墨締和步驟(2)電解液中苯胺單體的質(zhì)量比為1:20，制得CG-PANI1:20 電極。
[0040] 實(shí)施例1-3中分別制備的CG-PANI電極中CG和PANI的質(zhì)量比分別為1:5,1:10和1: 20，并分別記為CG-PANI 1:5，CG-PANI 1:10，CG-PANI 1:20。通過透射電鏡（TEM)表征結(jié)果如圖1 (C)、如圖1 (D)、如圖1 (E)所示；發(fā)現(xiàn)CG-PANI 1:日、CG-PANI 1: 1日、CG-PANI 1:2日呈現(xiàn)類似于CG的片 層結(jié)構(gòu)，PANI均勻分散在CG表面，相對于CG-PANI 1:日、CG-PANI 1:1日和CG-PANI 1:20呈現(xiàn)相對均勻 的片層結(jié)構(gòu)。
[0041 ] 對比例4PANI電極的制備
[0042] 玻碳電極(GCE)依次用0.3和0.05皿的α-Α?2化拋光至呈鏡面，然后用無水乙醇、二 次蒸饋水各超聲5min，最后用二次水沖洗干凈并室溫驚干。采用Ξ電極系統(tǒng)，即步驟玻碳電 極為工作電極、Ag/AgCl電極用作參比電極、Pt絲電極用作對電極，W0.5M的硫酸和0.2M的 苯胺單體(硫酸:苯胺= 3:2體積比）混合物為電解液（電解液中苯胺單體的質(zhì)量比為1:5)， 固定工作電極在0.8V下掃描900s，反應(yīng)結(jié)束后取出工作電極室溫干燥化，制得PANI電極。
[0043] 附圖1(B)為PAW電極的TEM圖，PANI呈現(xiàn)疏松不規(guī)則形貌。
[0044] 附圖2是CG電極、PANI電極、CG-PANI 1:日電極、CG-PANI 1: 1日電極、CG-PANI 1:2日電極的拉 曼光譜。CG電極在1350和1598cnfi處的兩個(gè)峰分別對應(yīng)D和G振動模式。在1350cnfi處D帶的 增長是由于SP2雜化的碳轉(zhuǎn)化成為了 SP3雜化的碳，1598cnfi處峰呈現(xiàn)的是結(jié)晶化石墨的E2g 中屯、區(qū)域。而相對于CG電極，CG/PANIi:5電極、CG-PANIi:i〇電極、CG-PANIi:2〇電極中D帶和G帶 的減弱是PANI的加入引起的，結(jié)合方式為CG與PANI的31-31堆疊和CG中的C00H對PANI的滲雜 作用等，從拉曼光譜的結(jié)果初步證明CG/PANI1:日電極、CG-PANI 1: 1日電極、CG-PANI 1:2日已成功合 成。
[0045] 附圖3是CG電極、PANI電極、CG-PANI 1:日電極、CG-PANI 1: 1日電極、CG-PANI 1:2日電極的紅 外光譜?？蒞通過各電極特征吸收峰的變化，了解CG與PANI之間的微觀作用。CG電極紅外光 譜中1140cm-i處振動歸因于=N-Η的振動，leiOcnfi處振動是C原子的SP2雜化引起的。PANI 電極紅外光譜中1340cnfi為C-N的振動峰，leiOcnfi處振動是C原子的sp2雜化引起的。CG- PANIi:5 電極、CG-PANIi:i〇 電極、CG-PANIi:2〇 電極紅外光譜中 1610、1250、1080、918cm-i 處峰的 出現(xiàn)說明電極中含有CG和PANI，1250cnfi處峰為C-N的振動峰，lOSOcnfi為C-Η的彎曲振動 峰，運(yùn)些峰證明了電極中還原態(tài)聚苯胺（leucoemeraldine)與翠綠亞胺鹽（emeraldine salt)之間的相互轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步驗(yàn)證了 CG-PANIi:5電極、CG-PANIi:io電極、CG-PANIi:2〇電極已 成功合成。
[0046] 實(shí)施例5循環(huán)伏安法(CV)對CG電極、PANI電極、CG-PANI 1:5電極、CG-PANI 1:10電極、 CG-PANIi:2〇電極性能檢測
[0047] 采用循環(huán)伏安法(CV)對實(shí)施例1-4中制備的CG電極、CG-PANIi:5電極、CG-PANIi:io 電極、CG-PANIi:20電極W及PAOT電極進(jìn)行測試;采用Imo 1/L H2SO4溶液為電解液，控制CV電 勢掃描范圍為-0.2V~0.8V，掃速為20mV/s。循環(huán)伏安法(CV)表征結(jié)果如附圖4所示。其中 CG-PANIi:5電極相對與其他電極電流響應(yīng)最強(qiáng)，且電極曲線形狀類似于矩形形狀，體現(xiàn)了 CG-PANI1:5電極良好的雙電層電化學(xué)電容性能。CG-PANI1:5電極循環(huán)伏安曲線中有一對明顯 的氧化還原峰，其原因是復(fù)合物中還原態(tài)聚苯胺與翠綠亞胺鹽之間的相互轉(zhuǎn)變，從圖中我 們可W發(fā)現(xiàn)CG-PANIi:5電極的電子傳遞和離子擴(kuò)散速率較快，峰電流明顯增大，說明CG- PANI1:5電極的電化學(xué)活性較高，運(yùn)主要是CG和PANI的協(xié)同效應(yīng)，有效地改善了 CG-PANI 1:5電 極的電化學(xué)活性。
[004引實(shí)施例6電化學(xué)阻抗譜法化IS)對CG電極、PANI電極、CG-PANIi:5電極性能檢測 [0049]采用電化學(xué)阻抗譜法化IS)對實(shí)施例1 -4中制備的CG電極、PANI電極W及CG- PANI1:5電極進(jìn)行測試;采用Imo 1 /L此S〇4溶液為電解液，控制EIS頻率范圍為0.01~1 04Hz， 初始電勢為0.5V，振幅為5mV。電化學(xué)阻抗譜法巧IS)表征結(jié)果如附圖5所示。從附圖5中可W 看出，在高頻區(qū)探測不到CG-PANIi:5電極的半圓，表明CG-PANIi:5電極的傳荷電阻很低，電導(dǎo) 率較高，同時(shí)表明了復(fù)合材料與電極間有良好的接觸，CG-PANI 1:5電極中較小的Rs (半圓與 虛軸在高頻區(qū)的交點(diǎn)為材料的內(nèi)阻值），是電解液中離子的傳輸電阻，CG-PANIi:5中較小的 Rs電阻表明：相對于其他電極，CG-PANIi:5電極具有較小的離子擴(kuò)散電阻和較小的離子運(yùn)動 阻礙，說明CG-PANIi:5電極擁有優(yōu)良的電子和離子響應(yīng)，具有良好的導(dǎo)電性。
[00加]實(shí)施例7
[0051]采用恒流充放電法(SC)對實(shí)施例1、4中制備的CG電極、CG-PANIi:5電極W及PAW電 極進(jìn)行測試;采用Imol/L出S化溶液為電解液，控制恒定電流設(shè)為0.5~2A/g。
[0化2] SC測試中，分別控制恒定電流為0.6A/g、0.8A/g、1. OA/g、1.2A/g、1.4A/g、1.6A/g、 1.8A/g測定CG電極、PAOT電極、CG-PANI 1:5電極的充放電曲線。其中恒定電流為1.2A/g下的 充放電曲線如圖6所示。
[0053]可W通過恒定電流下測得的充放電曲線獲取相應(yīng)電極的比電容。所述比電容由下 式求得：
[0化4]
[00對該式中，I為恒定電流，t為放電時(shí)間，A V為t時(shí)間內(nèi)的電壓降，m為工作電極上活性 物質(zhì)的質(zhì)量，Cm為比電容。
[0056] SC測試中，恒定電流為0.6A/g時(shí)，CG-PANIi:5電極的比電容為567F/g，PANI電極的 比電容為312F/g。
[OO57] SC測試中，恒定電流為0.8A/g時(shí)，CG-PANIi:5電極的比電容為630F/g，PANI電極的 比電容為325F/g。
[OO5引 SC測試中，恒定電流為l.OA/g時(shí)，CG-PANIi:5電極的比電容為723F/g，PANI電極的 比電容為333F/g。
[0059] SC測試中，恒定電流為1.2A/g時(shí)，CG-PANIi:5電極的比電容為792.5F/g，PANI電極 的比電容為337F/g。
[0060] sc測試中，恒定電流為1.4A/g時(shí)，CG-PANI1:5電極的比電容為7lOF/g，PANI電極的 比電容為290F/g。
[0061 ] SC測試中，恒定電流為1.6A/g時(shí)，CG-PANI 1:5電極的比電容為543F/g，PANI電極的 比電容為318F/g。
[0062] SC測試中，恒定電流為1.8A/g時(shí)，CG-PANI 1:5電極的比電容為520F/g，PANI電極的 比電容為305F/g。
[0063] 由上述數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，恒定電流為1.2A/g時(shí)，PANI電極、CG-PANI 1:5電極可獲得最 大比電容。
[0064] CG-PANI 1:5電極和PANI電極在恒定電流為1.2A/g時(shí)的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性測試，顯 示了在1000次循環(huán)過程中修飾電極比電容隨循環(huán)圈數(shù)增加的變化情況，CG-PANIi:5電極在 1000次循環(huán)后的最終比電容為681.5F/g，PANI電極的最終比電容為為212.3F/g。運(yùn)表明經(jīng) 1000次循環(huán)后，CG-PANI 1:5電極的比電容保持了初始值的86%，而PAW電極的比電容僅保持 了初始值的63 %，說明CG-PANI 1:5電極較PANI電極的電化學(xué)穩(wěn)定性有了很大的提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法，其特征在于，所述方法包括如下 步驟： (1) 羧基化石墨烯電極的制備:將玻碳電極拋光至呈鏡面，然后超聲洗滌、室溫干燥;將 羧基化石墨烯水懸浮液超聲剝離后，滴至玻碳電極表面，干燥，得羧基化石墨烯電極； (2) 羧基化石墨烯-聚苯胺電極的制備:采用三電極系統(tǒng)，即步驟（1)制備的羧基化石墨 烯電極為工作電極、Ag/AgCl電極用作參比電極、Pt絲電極用作對電極，以硫酸和苯胺單體 的混合水溶液為電解液，固定工作電極掃描，反應(yīng)結(jié)束后、干燥，得CG-PANI修飾電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法，其特征在 于，所述方法步驟中滴至玻碳電極表面的羧基化石墨烯和步驟(2)電解液中苯胺單體的質(zhì) 量比為1:5~1:20。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法，其特征在 于，所述方法步驟（1)中，玻碳電極依次用〇.3μηι和0.05μηι的α-Α?2〇3拋光至呈鏡面，然后用無 水乙醇、二次蒸餾水各超聲洗滌5min，再用二次蒸餾水沖洗干凈并在室溫下晾干；將 lmL0.5mg/mL的羧基化石墨稀懸浮液超聲剝離lh后，取5yL滴至玻碳電極表面，干燥6h，得羧 基化石墨稀電極。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法，其特征在 于，所述方法步驟(2)中，固定工作電極電位為0.8V，掃描時(shí)間為900s。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羧基化石墨烯-聚苯胺電極的電化學(xué)制備方法，其特征在 于，所述方法步驟(2)中，所述電解液中硫酸和苯胺單體的摩爾濃度分別為0.5M和0.2M。6. -種由權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的羧基化石墨烯-聚苯胺電 極作為超級電容器電極材料的應(yīng)用。
【文檔編號】H01G11/30GK105869926SQ201610330494
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】楊小弟, 李麗, 李娜, 李彩紅, 畢文韜
【申請人】南京師范大學(xué)