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专利号: 2021107299673
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,复合电极材料包括纤维素和脱碱木质素交联形成的纤维素/脱碱木质素气凝胶,以及掺杂在纤维素/脱碱木质素气凝胶中的聚苯胺;

纤维素/脱碱木质素气凝胶的制备方法为:通过交联策略制备的纤维素/脱碱木质素水凝胶,利用丙酮和蒸馏水反复冲洗至中性,冻干,获得纤维素/脱碱木质素气凝胶;

纤维素/脱碱木质素水凝胶的制备方法为:微晶纤维素和脱碱木质素在NaOH和尿素的溶液中溶解,加入环氧氯丙烷,充分搅拌溶解,得到均匀的混合液,转移至聚四氟乙烯培养皿中,置于80‑100℃的烘箱中交联反应4‑8h,交联得到了纤维素/脱碱木质素水凝胶;

原位掺杂聚苯胺的凝胶电极用于制备超级电容器的方法,包括以下步骤:

a)脱碱木质素溶于KOH溶液中,在搅拌中加入聚乙二醇二缩水甘油醚形成预凝胶溶液,将所述预凝胶溶液转移至聚四氟乙烯模具中进行交联,交联后经KOH溶液浸泡至平衡溶胀状态,转至H2SO4溶液中浸泡交联,得到酸碱双交联脱碱木质素基电解质;

b)对复合电极材料单面涂膜薄层导电银浆后与铜箔紧密贴合,低温干燥后在硫酸溶液中浸泡,得到电容器电极;

c)将酸碱双交联脱碱木质素基电解质浸泡H2SO4溶液,获得固态凝胶电解质,在所述电容器电极、固态凝胶电解质按照电容器电极‑固态凝胶电解质‑电容器电极的三明治结构组装,得到所述的超级电容器。

2.如权利要求1所述的原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)通过纤维素和脱碱木质素交联制备纤维素/脱碱木质素气凝胶;

2)纤维素/脱碱木质素气凝胶与苯胺通过氧化聚合法,得到复合电极材料。

3.根据权利要求1所述的原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,微晶纤维素和脱碱木质素的质量比为1‑4:1。

4.根据权利要求1所述的原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,微晶纤维素和脱碱木质素的质量之比为3:1,并且微晶纤维素和脱碱木质素的质量之和为0.5g时,环氧氯丙烷的用量为27.36mmol。

5.根据权利要求2所述的原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,步骤2)中,氧化聚合法的具体方法为:将纤维素/脱碱木质素气凝胶浸泡在苯胺中,抽真空40‑

80min至真空度为0MP后静置40‑50h,转移至过硫酸铵和盐酸的混合溶液中,在0‑4℃条件下原位生长聚苯胺,得到复合电极材料。

6.根据权利要求2所述的原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的制备方法,其特征在于,将所述复合电极材料剪成薄片,在8‑12Mpa压力下保持10‑15min,在H2SO4溶液中浸泡,得到工作电极。

7.如权利要求1‑6任一项所述原位掺杂聚苯胺的凝胶电极的应用,其特征在于,用于制备超级电容器。