[发明专利]一种掺杂纳米Co(OH)2/Co3O4的石墨烯纳米墙电极的制作方法

摘要

本发明公开了一种掺杂纳米Co(OH)₂/Co₃O₄的石墨烯纳米墙电极的制作方法，包括如下步骤：1)制备石墨烯纳米墙；2)对石墨烯纳米墙表面进行改性；3)石墨烯纳米墙上沉积纳米Co(OH)₂；4)将掺杂纳米Co(OH)₂的石墨烯纳米墙/基底于100-400℃热处理，得到掺杂纳米Co(OH)₂/Co₃O₄的石墨烯纳米墙电极。采用本发明的方法制备的超级电容器电极采用等离子体轰击对石墨烯进行表面改性，使得石墨烯纳米墙有极好的亲水性。通过石墨烯纳米墙和Co(OH)₂/Co₃O₄纳米颗粒实现同时具有双电层和赝电容特性的电极，和传统石墨烯墙相比电学性能提升数十倍，且工艺过程简单，成本低廉，可大规模生产。

主权项

一种掺杂纳米Co(OH)₂/Co₃O₄的石墨烯纳米墙电极的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:石墨烯纳米墙的制备：以含碳的气体的等离子体作为前驱体，并通入载气，将基底在PECVD反应炉中加热至650‑1000℃，通过PECVD法在基底上生长石墨烯纳米墙，前驱体气流为10‑100sccm，气压为10‑100Pa。生长时间控制为5‑240分钟，得到高度为0.5‑5微米的石墨烯纳米墙，每层石墨烯纳米墙的厚度为1‑10nm。步骤2:石墨烯纳米墙表面改性：以等离子体在5‑100W功率下对石墨烯纳米墙轰击30‑300s。步骤3:将1‑10质量份的冰醋酸，柠檬酸，酒石酸溶于水和乙醇，使用浓盐酸调节pH值至3‑6。步骤4:将0.5‑10质量份的碳酸钴，氯化钴或醋酸钴作为前驱体，溶于步骤3中配置得到的溶液中，在60℃充分搅拌，得到0.1‑1mol/L的钴前驱体溶液。步骤5:在步骤4得到的钴前驱体溶液中加入2‑10质量份的表面活性剂。步骤6:加入KOH调节pH至8‑12，在60℃水浴中充分搅拌后得到5‑100nm的Co(OH)₂纳米颗粒溶胶。步骤7:将步骤2得到的改性后的石墨烯纳米墙/基底作为负极，以铂片作为正极，采用步骤6得到的Co(OH)₂纳米颗粒溶胶作为电解液进行电泳，电压设置为20‑100V,电流设置为5‑100mA，电泳30‑300s后，Co(OH)₂纳米颗粒吸附于石墨烯纳米墙上。步骤8:将步骤7得到的吸附Co(OH)₂纳米颗粒的石墨烯纳米墙/基底置于保护气体环境中进行热处理。