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专利号: 2021111549116
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有自粘附性、温度耐受性、导电性及储能性的水凝胶电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备多巴胺修饰的石墨烯填料;

(2)制备双金属氧化物及金属氮化物的复合物a、将具有赝电容性能的硝酸盐、Ni(NO3)2·6H2O、NH4F以及尿素混合溶解,搅拌0.5~2h;

b、将氧化石墨烯包裹的镍基底置于步骤a所得溶液中浸泡0.5 1h,然后于120 150℃水~ ~热反应15 20h后,冷却至室温,清洗干燥后得到双金属氢氧化物;

~

c、于400 600℃热处理双金属氢氧化物2 5h,然后在氨气氛围中,于400 500℃继续热~ ~ ~处理2 3h,得到双金属氧化物及金属氮化物的复合物;

~

(3)制备MOFs

a、将至少一种具有赝电容性能的硝酸盐溶解后,磁力搅拌10 30min,制得溶液A;

~

b、将对苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮混合后溶解,得溶液B,再加入溶液A,搅拌混合10~

20min;

所述溶液A和溶液B的体积比为1:1;

所述溶液A中具有赝电容性能的硝酸盐的浓度为10 15mmol/mL;所述溶液B中对苯二甲~酸的浓度为4 6mg/mL;所述溶液B中聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.05 0.1g/mL;

~ ~

c、将步骤b所得溶液置于100 150℃水热反应20 25h后,冷却至室温,清洗真空干燥后,~ ~制得MOFs;

(4)制备水凝胶电极

采用多巴胺修饰的石墨烯、水凝胶单体、水、油性溶剂,以及MOFs或双金属氧化物及金属氮化物的复合物为原料,然后进行自由基聚合的方式制备得到该水凝胶电极,并能通过调节水和油性溶剂的用量比例来调节水凝胶电极的温度耐受性能。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中多巴胺修饰石墨烯的具体过程为:调节浓度为10mg/mL的石墨烯溶液呈碱性,再加入多巴胺,于25℃搅拌3 5h,反应结束~后用去离子水洗涤至中性即可;所述石墨烯溶液中多巴胺的终浓度为4mg/mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述赝电容性能的硝酸盐、Ni(NO3)2·6H2O、NH4F以及尿素的摩尔比为1~2:1~2:1~3:3~5。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)中所述具有赝电容性能的硝酸盐为Co (NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3、Mo(NO3)3·5H2O或Mn(NO3)2·4H2O。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多巴胺修饰的石墨烯的用量为水凝胶单体重量的0.1 1%;所述MOFs或双金属氧化物及金属氮化物的复合物与多巴胺修饰的~石墨烯的重量比为1:1 1:5。

~

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中制备水凝胶电极的具体过程为:将PAM、N,N‑亚甲基丙烯酰胺、多巴胺修饰的石墨烯、MOFs混合后加水和油性溶剂,于常温搅拌10 20min,然后加入过硫酸铵,再继续搅拌,待高分子聚合后,即制备得到PAM多功能~水凝胶电极。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中制备水凝胶电极的具体过程为:将PVA、多巴胺修饰的石墨烯、MOFs混合后加水和油性溶剂,于80 100℃搅拌30 50min,~ ~然后常温静置10 12h,即制备得到PVA多功能水凝胶电极。

~

8.一种多功能水凝胶电极,其特征在于,所述多功能水凝胶电极由权利要求1 7任一项~所述的制备方法制备得到。