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专利号: 2020103645009
申请人: 郭米娟
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-03-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,包括以下原料及组分,其特征在于:Y3+掺杂Mn3O4多孔微球、苯胺接枝碳纳米管、苯胺、过硫酸铵,质量比为14-20:10:12-18:28-40。

2.根据权利要求1所述的一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,其特征在于:所述Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料制备方法包括以下步骤:(1)向水热反应釜中加入蒸馏水和葡萄糖,加热至160-180℃,反应6-12h,过滤、洗涤并干燥,制备得到碳纳米微球;

(2)向蒸馏水溶剂中加入碳纳米微球,置于恒温超声仪中进行超声分散处理,加入醋酸锰和硝酸钇,控制Mn(CH3COO)2的质量分数为2-4%,加热至50-80℃,超声频率为25-35KHz,超声处理反应1-3h,离心分离、洗涤并干燥,固体产物置于电阻炉中,升温速率为2-5℃/min,升温至450-550℃,保温煅烧2-4h,制备得到Y3+掺杂Mn3O4多孔微球;

(3)向质量分数为60-80%的硝酸溶液中加入碳纳米管,进行超声分散处理,在40-60℃下反应1-3h,过滤并洗涤,固体产物干燥后置于低温等离子处理仪中处理5-10h,制备得到羧基化碳纳米管;

(4)在氮气氛围中,向无水甲苯溶剂和羧基化碳纳米管并进行超声分散处理,加入氯化亚砜,加热至75-85℃,反应10-20h,减压蒸馏、洗涤并干燥,制备得到酰氯化碳纳米管;

(5)在氮气氛围中,向无水甲苯溶剂中加入和酰氯化碳纳米管并进行超声分散处理,加入4-(BOC-氨基)酚,加热至65-85℃,反应20-30h,加入三氟乙酸反应2-5h,减压蒸馏、洗涤并干燥,制备得到苯胺接枝碳纳米管;

(6)向蒸馏水溶剂中加入苯胺接枝碳纳米管和Y3+掺杂Mn3O4多孔微球并进行超声分散处理,加入苯胺并缓慢滴加盐酸调节溶液pH至1-2,在0-5℃下在缓慢滴加过硫酸铵的水溶液,反应10-20h,过滤、洗涤并干燥,制备得到Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料。

3.根据权利要求2所述的一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,其特征在于:所述步骤(2)中的恒温超声仪包括隔热层、隔热层内部上方固定连接有超声发射器、隔热层内部下方设置有水浴槽、水浴槽内部两侧固定连接有恒温加热器、水浴槽上方设置有顶盖、顶盖中设置有通孔、通孔内部设置有反应瓶、通孔内部固定连接有支撑杆、支撑杆活动连接有调节阀、调节阀活动连接有调节杆、调节杆活动连接有转动球、转动球活动连接有转动杆。

4.根据权利要求2所述的一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,其特征在于:所述步骤(2)中的碳纳米微球、醋酸锰和硝酸钇的质量比为150-250:100:0.5-6。

5.根据权利要求2所述的一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,其特征在于:所述步骤(4)中的羧基化碳纳米管和氯化亚砜的质量比为1:60-100。

6.根据权利要求2所述的一种Mn3O4-碳纳米管-聚苯胺超级电容器材料,其特征在于:所述步骤(5)中的酰氯化碳纳米管、4-(BOC-氨基)酚和三氟乙酸质量比为1:0.6-1.5:2-6。