[发明专利]辐照法制备WO3·2H2O掺杂竹炭基超级电容器电极材料的方法

说明书

本发明公开了一种辐照法制备WO₃·2H₂O掺杂竹炭基超级电容器电极材料的方法，包括：将竹炭分别用乙醇和去离子水清洗后，烘干；按重量份，将烘干后的竹炭加入WCl₆溶液中，然后加入抗氧化剂，得到混合料液；将混合料液超声处理；将超声后的混合料液密封，并将混合物置于⁶⁰Co产生的γ射线中，剂量为50‑1000KGy的条件下进行辐照；将辐照后的混合物样品进行离心分离，并用去离子水和乙醇分别清洗多次后，干燥，得到WO₃·2H₂O掺杂竹炭基超级电容器电极材料。本发明的制备方法具有操作简单易行，可重复性强，成本低，对环境无污染等特点。制备的WO₃·2H₂O掺杂的竹炭材料作为超级电容器电极材料，能够进一步提高电池容量，增强其循环性能。

技术领域

本发明属于材料制备领域，涉及了一种采用辐照法制备WO₃·2H₂O掺杂竹炭基超级电容器电极材料的方法，具体涉及一种利用⁶⁰Co产生的γ射线辐照从而制备出WO₃·2H₂O掺杂的竹炭，以及其在超级电容器电极材料的方面应用。

背景技术

超级电容器，又称电化学电容器，是20世纪70～80年代发展起来的一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,具有比容大、功率密度高、循环寿命长和对环境无污染等特点。超级电容器的这些特点使它有希望成为本世纪新型的绿色能源,如：用作各种存储器的备用电源或与电池联用组成电动汽车的动力系统等。

根据储能机理的不同，超级电容器可以分为建立在电极/电解液界面双电层基础上的双电层电容器和建立在电极/电解液界面发生的高度可逆的快速氧化还原反应基础上的赝电容器。双电层电容器的电极材料主要是各种高比表面积碳材料,如：活性炭、碳纳米管和碳气凝胶等。由于碳纳米管和碳气凝胶的价格因素，活性炭由于价格低廉从而得到了广泛地应用。然而活性碳材料的超级电容器比电容量一般都不高。赝电容电容器材料有如金属氧化物 (WO₃和RuO₂等)和导电聚合物等，具有较高的比电容量，但由于其比表面积较小，严重影响有效物质的分散，从而限制了其应用。

利用两种储能机理材料的优缺点，目前人们着眼于将两种材料联合起来应用于超级电容器上。目前主要的合成方法有化学合成，如溶胶凝胶法，水热法，沉淀法，浸置法等，化学合成法的主要缺点在于需要使用大量的化学试剂，从而引起了环境压力以及制备成本较高；另一种为物理合成法，即采用简单的物理混合的方法，将金属氧化物直接与活性炭材料混合，此方法具有简便易操作的特点，然而最大的问题在于掺杂不均。

本发明综合了双电层电容器的电极材料竹炭的较大比表面积，以及赝电容电容器材料WO₃·2H₂O的高电容性能的优势，首次通过辐照合成法，成功制备出掺杂均匀的WO₃·2H₂O负载的竹炭。并首次通过此方法制备出 WO₃·2H₂O负载的竹炭，并得到了比电容较高，循环使用性能优异的 WO₃·2H₂O掺杂的竹炭材料。

发明内容

为了克服目前电池的比电容低，价格昂贵等问题，本发明的目的在于提供WO₃·2H₂O掺杂的竹炭作为超级电容器电极材料的制备方法。采用γ辐照方法制备出可循环使用寿命长的超级电容器电极材料。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种辐照法制备 WO₃·2H₂O掺杂竹炭基超级电容器电极材料的方法，包括以下步骤：