[发明专利]一种制备超级电容器用相互连接的石墨烯纳米片的方法

摘要

本发明公开了一种制备超级电容器用相互连接的石墨烯纳米片的方法，属于炭材料制备技术领域。该方法是以溶于N,N-二甲基甲酰胺的煤焦油为碳源，纳米氧化镁为模板，氢氧化钾为活化剂，三者研磨混合后将混合物转移至刚玉瓷舟中，置于管式炉内在常压条件下进行加热，直接制得产物。本发明以廉价的、富含芳香性碳氢单元的煤焦油为原料直接制备石墨烯纳米片，具有工艺简单、成本低、适合工业化生产等优点。本发明制备的石墨烯纳米片电极材料在6mol/L KOH电解液中，当电流密度从0.05A/g增加到20A/g时，电极材料的容量保持率达83.3％，在20A/g电流密度下，电极材料的比容为261F/g，显示了很高的容量和很好的速率性能。

主权项

一种制备超级电容器用相互连接的石墨烯纳米片的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)反应物的预处理：将模板剂放入研钵中，加入活化剂研磨至均匀得混合物，将所得混合物加入盛有碳源的烧杯中，再加入N,N‑二甲基甲酰胺进行溶解，边加边搅拌，将得到的混合物超声震荡1h后待用；所述模板剂的质量占模板剂、活化剂、碳源三者混合物总质量的44.4％～51.7％，所述活化剂和碳源的质量比介于2/1～3/1之间，所述N,N‑二甲基甲酰胺和碳源的质量比介于17/30～17/25之间；所述碳源为煤焦油，模板剂为纳米氧化镁，活化剂为氢氧化钾；(2)相互连接的石墨烯纳米片的制备：把步骤(1)得到的混合物放入刚玉瓷舟中，然后将所述刚玉瓷舟置于管式炉内，通入氩气将管式炉内的空气排净，在流动氩气保护下，以5℃/min的升温速率将管式炉加热至150℃，恒温30min，继续以5℃/min的升温速率将管式炉加热至终温800～1000℃，恒温1h，反应结束后自然降至室温，将得到的产物取出、研磨粉碎后，经稀盐酸、蒸馏水洗涤至中性，干燥后得到超级电容器用相互连接的石墨烯纳米片。