1.一种硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜,其特征在于,所述薄膜由硫化钴、分散剂和聚丙烯腈组成,其中硫化钴的质量百分含量为1~5%,分散剂的质量百分含量为6~10%,余量为聚丙烯腈;薄膜的厚度为1~10μm;所述分散剂为3-R2-4-R1-1,2,5-三硫杂环庚烷,其中R1和R2为4-18个碳原子的烃基团。
2.根据权利要求1所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜,其特征在于,所述薄膜由硫化钴、分散剂和聚丙烯腈组成,其中硫化钴的质量百分含量为1.48~2.86%,分散剂的质量百分含量为6.06~8.70%,余量为聚丙烯腈;薄膜的厚度为2~5μm;所述分散剂为3-R2-4-R1-1,2,
5-三硫杂环庚烷,其中R1和R2为4-18个碳原子的烃基团。
3.根据权利要求1所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜,其特征在于,所述硫化钴的尺寸为
100~500nm。
4.一种如权利要求1-3任一项所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)聚丙烯腈凝胶的制备
第1步,按照质量比1:2~5:1称取氯化羟胺、聚丙烯腈和分散剂;
第2步,将聚丙烯腈和分散剂浸泡在N’N-二甲基甲酰胺中,N’N-二甲基甲酰胺的质量是聚丙烯腈的40~50倍,然后放置于75~85℃的烘箱中保温15~25min,获得聚丙烯腈溶液;
第3步,按照与氯化羟胺等摩尔比称取无水碳酸钠,将氯化羟胺与无水碳酸钠同时投入到丙三醇中,丙三醇的质量是氯化羟胺与无水碳酸钠总质量的8~12倍,迅速搅拌直到氯化羟胺与无水碳酸钠全部溶解在丙三醇中,获得氯化羟胺溶液;
第4步,将氯化羟胺溶液缓慢滴加到聚丙烯腈溶液中,边滴加边搅拌,直到溶液呈现透明后,放置于80~90℃的烘箱中保温2~3h;
第5步,将反应结束的混合溶液缓慢滴加到去离子水中,去离子水的用量是混合溶液体积的3~4倍,边滴加边搅拌,最后经过离心就可得到聚丙烯腈凝胶;
(2)硫化钴晶体的析出
第1步,将配制好的无机物原料与聚丙烯腈凝胶和分散剂以质量比1:20~30:2混合,充分搅拌直到无机物原料完全溶解在聚丙烯腈凝胶中,得到混合液;所述无机物原料为硝酸钴与硫脲按照摩尔比为1:2~4混合而成;
第2步,将混合液升温至180~220摄氏度保温8~12h后浸泡在冷水中使其快速冷却,再取出其中的混合液,即为混合浆料;
(3)薄膜的制备
将混合浆料均匀涂覆在基材表面,在真空环境中于涂层表面施加240~280℃的温度保温8~16小时,即可获得所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜。
5.根据权利要求4所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜的制备方法,其特征在于,(3)薄膜的制备中所述基材为超级电容集流体。
6.根据权利要求5所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜的制备方法,其特征在于,所述超级电容集流体为泡沫镍板。
7.根据权利要求6所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜的制备方法,其特征在于,所述泡沫镍板是孔隙率为60%-98%的电池用泡沫镍板。
8.根据权利要求4所述硫化钴掺杂聚丙烯腈薄膜的制备方法,其特征在于,(3)薄膜的制备中所述涂层厚度为1~10μm。