[发明专利]用于交流线路滤波领域的碳纳米洋葱薄膜基超级电容器

权利要求书

1.一种碳纳米洋葱薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将六水氯化铁、六水氯化镍和油酸钠混合并作为固体，将所述固体与第一溶液混合，于40～60 ℃加热4～6小时，加入去离子水离心，以使液体分层，再于100 ℃以上保温1~2小时，用于去除水分，得到第二溶液，其中，所述第一溶液为无水乙醇、去离子水和正己烷的混合物，按体积份数计，所述第一溶液中无水乙醇、去离子水和正己烷的比为1:1:（2~5），按质量份数计，所述六水氯化铁、六水氯化镍和油酸钠的比为（1~2）：1：4，按物质的量计，所述固体与第一溶液的比为1：（1~2）；

2）将所述第二溶液与1-十八烯和油酸混合，在惰性气体环境下，于100~340 ℃保温60~180min，以使六水氯化铁、六水氯化镍和油酸钠反应得到铁镍氧化物纳米颗粒，得到含有铁镍氧化物纳米颗粒的第三溶液，其中，按体积份数计，所述第二溶液与所述1-十八烯和油酸的比为（10~20）：20：0.95；

3）向所述第三溶液中加入正己烷，离心，以使液体分层，获取下层液体，向所述下层液体中加入正己烷进行稀释，以使铁镍氧化物纳米颗粒的浓度为6~120mM，得到铁镍氧化物纳米颗粒溶液；

4）准备一镍片，在所述镍片表面涂覆铁镍氧化物纳米颗粒溶液，干燥，在所述镍片上形成涂层，将镍片以及其上的涂层在第一环境中于500～600 ℃反应30～60 min，然后在第二环境中于800～900 ℃反应10～30 min，再在第三环境中于950～1050 ℃反应10～30 min，最后在第四环境中于1100～1300 ℃反应1～2 h，在镍片表面获得与该镍片共价键连接的碳纳米洋葱薄膜，其中，所述第一环境为氢气和惰性气体的混合气体，所述第二环境为甲烷和惰性气体的混合气体，所述第三环境为甲烷和惰性气体的混合气体，所述第四环境为惰性气体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤2）中，于100~340 ℃保温60~180min为：先于100～140 ℃保温20～60 min，再于200～240 ℃保温20～60 min，最后于300～340 ℃保温20～60 min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤3）中，获取下层液体的方法为：60~100℃保温10~15min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤4）中，所述镍片在使用前分别先后依次使用丙酮、稀盐酸、去离子水和无水乙醇清洗，其中，所述稀盐酸的浓度为2～6 M，稀盐酸清洗的时间为80~160min；

在所述步骤4）中，按体积份数计，所述第一环境中氢气和惰性气体的比为（1~2）：1；

在所述步骤4）中，按体积份数计，所述第二环境中甲烷和惰性气体的比为（5~10）：1；

在所述步骤4）中，按体积份数计，所述第三环境中甲烷和惰性气体的比为（5~10）：1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤4）中，所述涂层的厚度为1~2 mm；

在所述步骤4）中，所述干燥的温度为20~30℃，所述干燥的时间为10~15 min。

6.一种用于交流线路滤波领域的碳纳米洋葱薄膜基超级电容器，其特征在于，包括：2个导电极板、位于2个导电极板之间的隔膜和电解液，每个所述导电极板分别为一个权利要求1~5中任意一种所述镍片以及其上的碳纳米洋葱薄膜，2个导电极板的碳纳米洋葱薄膜相对。

7.根据权利要求6所述的碳纳米洋葱薄膜基超级电容器，其特征在于，所述隔膜为玻璃纤维。

8.根据权利要求6所述的碳纳米洋葱薄膜基超级电容器，其特征在于，所述电解液为水和作为电解质的KOH的混合物，所述电解液中KOH的浓度为3～9 M；或，所述电解液为乙腈和作为电解质的EMIMBF₄的混合物，所述电解液中EMIMBF₄的浓度为1～3 M。