1.三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料的制备方法,其特征是,包括以下步骤:首先制备层数可调的囊泡状SiO2;然后以所述SiO2为硬模板,以苯胺为原料,采用原位聚合法制备层数可调的SiO2/聚苯胺复合材料;再采用HF刻蚀所述SiO2/聚苯胺复合材料中的SiO2,得到三层囊泡状聚苯胺;最后在三层囊泡状聚苯胺表面自组装氧化石墨烯得到三层囊泡状聚苯胺/氧化石墨烯复合材料;并采用高温水热还原的方法得到三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征是,所述层数可调的囊泡状SiO2和苯胺的质量比例为0.0100:(0.0500-0.4500),其制备方法为:①将层数可调的SiO2和十二烷基硫酸钠(SDS)加入到HCl溶液中,超声至完全溶解,层数;
②将苯胺分散在HCl溶液中,搅拌至分散均匀;
③将步骤①制备的溶液转移到步骤②中,搅拌;
④将过硫酸铵(APS)溶解在水中;
⑤将步骤④制备的溶液加入步骤③所得的溶液中,搅拌;
⑥将步骤⑤制备的沉淀物抽滤、洗涤、干燥,研磨,得到层数可调的SiO2/聚苯胺复合材料。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征是:所用层数可调的SiO2、SDS、苯胺、APS的摩尔比为1:0.02080-0.20806:0.32857-2.9572:0.20508-1.8457,优选比例为1:0.10403:
0.65714:0.41017;
步骤①中,所述超声时间为0.5-1h,最佳超声时间为1h;
步骤③中,室温下搅拌为1-2h,最佳反应时间为1h;
步骤⑤中,室温下搅拌12-36h,最佳反应时间为24h。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征是,所述SiO2/聚苯胺复合材料和HF的添加比例为(0.0100-0.1000)g:(1-10)mL,其中所述三层囊泡状聚苯胺的制备方法为:①将层数可调的SiO2/聚苯胺复合材料分散在四氢呋喃(THF)中,搅拌;
②将HF逐滴滴加到上述分散液中且搅拌;
③将②得到的悬浮液离心、洗涤、干燥,研磨后得到三层囊泡状聚苯胺。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征是:所述层数可调的SiO2/聚苯胺复合材料、四氢呋喃、HF的添加比例为(0.0100-0.1000)g:(15-25)mL:(1-10)mL;
步骤①中,所述搅拌时间为0.5-2h,最佳搅拌时间为0.5h;
步骤②中,室温下搅拌12-48h,最佳搅拌时间为24h。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征是,所述三层囊泡状聚苯胺和氧化石墨烯的质量比例为(0.0100-0.1000):(0.0010-0.0100),其中所述三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料的制备方法为:①将氧化石墨烯粉末分散在水中,超声搅拌,得到氧化石墨烯的分散液;
②将三层囊泡状聚苯胺分散在无水乙醇中,超声搅拌;
③将步骤①的分散液在超声条件下加入到步骤②的分散液中,超声搅拌;
④将得到的沉淀物经离心、洗涤、干燥,研磨后得到三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料预沉淀物;
⑤将步骤④中预沉淀物放入反应釜中,在反应釜中发生水热还原反应,得到三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料沉淀物;
⑥将步骤⑤中的三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料沉淀物经离心、洗涤、干燥,研磨后得到三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征是:所述氧化石墨烯、水、三层囊泡状聚苯胺、无水乙醇的添加比例为(0.0010-0.0100)g:(8-12)mL:(0.0100-0.1000)g:(45-55)mL。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征是:步骤①中,所述超声时间为0.5-2h,最佳超声时间为0.5h;
步骤②中,所述超声时间为0.5-2h,最佳超声时间为0.5h;
步骤③中,所述超声时间为1-4h,最佳超声时间为2h;
步骤⑤中,所述反应温度为100-120℃,反应时间为12-48h,最佳的反应温度为100℃,反应时间为24h。
9.采用权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料。
10.一种包含权利要求9所述的三层囊泡状聚苯胺/石墨烯复合材料的超级电容器。