[发明专利]磁性氧化物与垂直石墨烯阵列复合的制备新方法及其在超级电容器中的应用

摘要

本发明提供一种磁性氧化物与垂直石墨烯阵列复合的制备新方法。这种纳米材料制备方法的特征在于，首先通过石墨烯和钙钛矿型磁性氧化物(例如：铁磁性的La0.67Sr0.33MnO3纳米粉体等)复合，以石墨烯为骨架，纳米粉体在单层石墨表面均匀分散，然后，采用外加磁场作用于石墨烯/磁性氧化物复合材料，磁性氧化物在磁场力的作用下和石墨烯一起定向排列，在导电基片表面形成垂直石墨烯/磁性氧化物复合材料的阵列。采用这种方法制备超级电容器的电极，可以同时实现垂直石墨阵列和高度均匀分散的钙钛矿型氧化物电极材料的制备，制作具有双电层电容和赝电容的复合型超级电容器，提高超级电容器的能量密度。

主权项

1.一种磁性氧化物与垂直石墨烯阵列复合的制备新方法，其特征在于石墨烯与钙钛矿型磁性氧化物复合的步骤如下：(1)、首先，以片径在200‑2000nm范围氧化石墨烯为原料，称取氧化石墨烯加入去离子水配成石墨烯浓度为1‑2mg/l的溶液，超声分散2‑20h，超声功率大于300W，超声的同时搅拌溶液；(2)、取配置的氧化石墨烯溶液的上清液，稀释成0.5mg/L的溶液，向溶液中加入磁性钙钛矿型氧化物纳米粉体，超声分散1‑2h,然后搅拌3天，得到均匀的分散溶液，溶液中氧化石墨烯和纳米粉体的质量比为0.1‑1的范围；(3)然后，将溶液转移到圆底烧瓶，向其中加入水合肼还原，水合肼与氧化石墨烯的质量比为0.7‑1，接着在90‑95℃温度下油浴回流1‑8h。然后过滤、清洗，并在70℃真空干燥24小时得到石墨烯与钙钛矿型磁性氧化的复合纳米材料；(4)石墨烯与钙钛矿型磁性氧化的复合纳米材料、导电碳黑、粘合剂按质量百分含量分别为：10‑55％，70‑80％，10‑15％的比例分散于无水乙醇，超声0.5‑2h后形成均匀的分散体系，并放入0.02‑2T的磁场0.5‑2h，涂覆于导电基片，并在0.02‑2T外加磁场的作用下，在60‑100℃烘干，压制成的电极片，以该电极片组装成超级电容器。