[发明专利]一种导电聚合物包覆MoO3

说明书

本发明涉及超级电容器技术领域，且公开了一种导电聚合物包覆MoO₃的超级电容器材料及其制法，包括以下配方原料：纳米α‑MoO₃‑碳纳米管复合材料，吲哚甲酯噻吩衍生物、三氯化铁、过硫酸钾。该一种导电聚合物包覆MoO₃的超级电容器材料及其制法，纳米α‑MoO₃‑碳纳米管复合材料，作为超级电容器电极材料的基体，避免了MoO₃在电解液中分散不均匀，导致团聚和结块的现象，增大了电极材料的电化学活性位点，碳纳米管优异的导电性能，加速了电子扩散和传输，使用吲哚甲酯噻吩衍生物在纳米α‑MoO₃‑碳纳米管复合材料表面原位聚合形成聚（吲哚‑噻吩）类聚合物，其具有优异的导电性能，并且聚合物分子之间存在大量的孔道结构，为电荷和金属离子提高了传输通道。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，具体为一种导电聚合物包覆MoO₃的超级电容器材料及其制法。

背景技术

超级电容器是一种介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电池的储能特性，又具有电容器快速充放电的特性，超级电容器具有功率密度大、循环稳定性好、使用寿命长等优点，是一种新型的绿色环保电源，超级电容器可以通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量，当电极与电解液接触时，在固液界面出现稳定和符号相反的双层电荷。

双电层电容器根据电极材料的不同，可以分为碳电极双层超级电容器，如活性炭、纳米碳纤维、纳米碳管等碳材料；有机聚合物电极超级电容器，如聚苯胺、聚噻吩等材料，金属氧化物电极超级电容器，如贵金属RuO₂、过渡金属氧化物如NiO、V₂O₅等材料，MoO₃具有良好的电化学活性，是一种极具潜力的超级电容器电极材料，但是目前的MoO₃的导电性较差，电荷迁移电阻较大，阻碍了电荷和金属离子在电极材料和电解液之间的传输和扩散，抑制了电极电化学反应的正向进行，并且MoO₃在电解液分散性较差，很容易团聚成大颗粒，降低了电极材料与电解质之间的接触面积。

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种导电聚合物包覆MoO₃的超级电容器材料及其制法，解决了MoO₃的导电性较差的问题，并且MoO₃在电解液分散性较差，容易团聚的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导电聚合物包覆MoO₃的超级电容器材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：40-58份纳米α-MoO₃-碳纳米管复合材料，10-15吲哚甲酯噻吩衍生物、20-28份三氯化铁、12-17份过硫酸钾。

优选的，所述纳米α-MoO₃-碳纳米管复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向反应瓶中加入乙醇溶剂，依次加入羟基化碳纳米管和硅烷偶联剂，将溶液置于水浴锅中加热至80-90 ℃，匀速搅拌反应15-20 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的去离子水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到改性碳纳米管。

（2）向反应瓶中加入适量的去离子水溶剂，加入(NH₄)₆Mo₇O₂₄、柠檬酸和改性碳纳米管，将反应瓶置于超声处理仪中，加热至60-70 ℃，超声频率为20-25 KHz，进行超声分散处理1-2 h，将溶液转移进水热自动反应釜中，加热至170-180 ℃，匀速搅拌反应25-30 h，将溶液冷却至室温，过滤除去溶剂，使用适量的去离子水洗涤固体产物，并充分干燥，将固体产物置于电阻炉中，升温速率为5-10 ℃，在550-580 ℃下保温煅烧4-5 h，制备得到纳米α-MoO₃-碳纳米管复合材料。