[发明专利]用于超级电容器的介孔碳/RuO2复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种用于超级电容器的介孔碳/RuO₂复合材料，其特征在于：其由RuO₂掺杂于介孔碳中制成，其中RuO₂的含量为：3~95wt%。

2.根据权利要求1所述的用于超级电容器的介孔碳/RuO₂复合材料，其特征在于：所述的介孔碳是采用软模板法而合成的有序介孔碳，比表面积为700~1000m²/g，孔径为3~7nm。

3.根据权利要求1所述的用于超级电容器的介孔碳/RuO₂复合材料，其特征在于：所述的RuO₂为水合RuO₂。

4.根据权利要求1所述的用于超级电容器的介孔碳/RuO₂复合材料，其特征在于：所述的掺杂是通过溶胶凝胶法实现的。

5.一种制备如权利要求1所述的用于超级电容器的介孔碳/RuO₂复合材料的方法，其特征在于：先合成有序介孔碳，然后加入钌的前驱体RuCl₃水溶液，制得介孔碳/ RuO₂复合电极材料。

6.根据权利要求5所述的用于超级电容器的复合介孔碳基电极材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）、前驱体酚醛树脂的合成：将苯酚在40~60℃下融化，依次加入20wt%NaOH溶液、37 wt%的甲醛溶液，加热，在60~80℃搅拌1~2h，得到棕黄色溶液，冷却至室温，用HCl溶液把pH调为7，在真空状态下去除水分得到无水酚醛树脂，将其配制成20wt%酚醛树脂乙醇溶液；

（2）、有序中间体聚合物的组装：将普朗尼克两亲性嵌段共聚物溶于乙醇溶液，然后加入步骤1制得的酚醛树脂乙醇溶液，搅拌得到均匀的溶液，其中两亲性嵌段共聚物、苯酚、甲醛、乙醇摩尔比为0.005~0.03:1:2:30~70，将上述溶液转移至培养皿中，在室温下挥发乙醇8~12个小时，产生一个透明薄膜，再将培养皿置于100~130℃烘箱内干燥24个小时，得到有序中间体聚合物； 

（3）、有序介孔碳的制备：将步骤2制得的有序中间体聚合物在氮气氛围下高温炭化，炭化温度为300~400℃，炭化时间4h，然后按1~5℃/min速度将温度升高至700~1000℃后，继续炭化4h，得到有序介孔碳；

（4）、有序介孔碳的表面处理：将上述得到的有序介孔碳用1~3M HNO₃溶液在100℃回流5~10h，得到表面具有含氧官能团的氧化有序介孔碳，记为O-OMC；

（5）、介孔碳/ RuO₂复合电极材料的制备：将O-OMC分散在水中，超声，使O-OMC在水中分散均匀，加入RuCl₃，搅拌1~5h，用NaOH溶液将其pH调至7.0，随后在100℃下回流6h，反应结束后过滤，干燥，得到介孔碳/ RuO₂ 复合材料；

（6）、介孔碳/RuO₂复合电极的制作：将介孔碳/RuO₂复合电极材料与乙炔黑混合，在研钵中研磨、混匀，然后加入到聚四氟乙烯的异丙醇溶液中超声制成一个小面团，其中介孔碳/RuO₂复合电极材料、乙炔黑、聚四氟乙烯的摩尔比为8:1:1，用滚压机将上述混合材料压制成片，真空干燥后剪切成4mm*4mm大小的片，用10MPa压力将其压在钛网上，制成超级电容器工作电极。

7.根据权利要求6所述的用于超级电容器的复合介孔碳基电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的两亲性嵌段共聚物为F127、F123、F68中的一种或两种。