專利名稱：一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯及其制備方法。
背景技術(shù)：
2004年英國曼徹斯特大學(xué)的Geim等首次用微機械剝離的方法制備出了單層結(jié)構(gòu)的石墨一石墨烯(具體參見 Novoselov K S，Geim A K，Morozov S V, et al. Science, 2004，306，666-669)。石墨烯具有極高的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電和力學(xué)性能，以及在室溫下具有高速的電子遷移率，在電子器件、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。近期， 很多研究者都致力于大尺寸、規(guī)?；┑暮铣伞Ｔ谌芤后w系中的化學(xué)氧化還原法是成本低、成批量生產(chǎn)石墨烯的潛在方法，其過程是石墨經(jīng)氧化后得到氧化石墨，然后在極性溶劑中經(jīng)過超聲分散、剝離成單層的氧化石墨烯；然后氧化石墨烯經(jīng)還原得到石墨烯。但石墨烯片由于共軛作用和范德華力很容易發(fā)生堆積和團聚。所以，目前石墨烯制備和應(yīng)用過程中的最大挑戰(zhàn)就是如何得到穩(wěn)定的單層石墨烯片來充分發(fā)揮其獨特的物理性能。Li等人在不采用高分子穩(wěn)定劑和表面活性劑幫助的情況下，制備了能穩(wěn)定分散在水溶液中的石墨烯(具體參見 Li D, Miiller M B，Gilje S，et al. Nat. Nano techno I., 2008, J, 101-105)。但是，當石墨烯的濃度超過0.5 mg/mL時，石墨烯膠體分散不穩(wěn)定。Si 等人用磺化聚苯胺通過相互作用制備了水溶性石墨烯(具體參見Si Y.，Samulski E. T.，Chem. Mater. , 2008, 20, 6792-6797)。Ruoff等人用對苯乙烯磺酸鈉通過非共價鍵方式接枝了石墨烯(具體參見Stankovich S., Piner R. D. , Chen X.，et al. J. Mater. Chem., 2006, 16, 155-158)。但是非共價鍵修飾方法得到的聚合物接枝石墨烯無法避免高分子鏈和石墨烯之間的相分離，使得石墨烯再次團聚。另外，在石墨烯用于超級電容器電極材料中，發(fā)現(xiàn)由于石墨烯的不親水也不親油的性質(zhì)，使得石墨烯基超級電容器的雙電層上離子的遷移或電子的傳輸受阻，導(dǎo)致其比電容較低；而非共價鍵方式得到的聚合物接枝石墨烯基超級電容器中由于相分離的趨勢，使得器件的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性較差。到目如為止，用聚苯乙稀橫酸納對石墨稀進彳丁共價修飾、提聞石墨稀的水溶性和改善石墨烯基超級電容器電極材料的比電容特性，其相關(guān)材料及制備方法還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供了一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯(即聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯)，其具有良好的水溶性及較大的比電容。本發(fā)明的還有一個目的是提供該水溶性石墨烯的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯，其特征在于其組分包括有氧化石墨、I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡唆、乙二胺、丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉、引發(fā)劑和還原劑經(jīng)反應(yīng)制備而成，所述的組分含量按重量份數(shù)計為
氧化石墨I份；I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽I. 5 75份；4-二甲氨基吡啶I. 5 75份；乙二胺I 50份；丙烯酸I 5000份；對苯乙烯磺酸鈉f 100份；引發(fā)劑
0.001 0. 03份；還原劑I 50份。按上述方案，所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、氫過氧化特丁基、氫過氧化異丙苯或氫過氧化對孟烷。按上述方案，所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、乙二胺、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉或硫酸亞鐵。 本發(fā)明用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯的制備方法所采用的技術(shù)方案是包括有以下步驟
1)利用天然石墨通過化學(xué)氧化方法制備單層或多層氧化石墨；
2)按下述重量份數(shù)取料氧化石墨I份；I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽I. 5 75份；4_ 二甲氨基吡啶I. 5 75份；乙二胺I 50份；丙烯酸I 5000份；對苯乙烯磺酸鈉1^100份；引發(fā)劑0. 001 0. 03份；還原劑I 50份；
3)將氧化石墨、I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和4- 二甲氨基吡啶超聲分散于乙二胺中，在2(T10(TC下反應(yīng)2 48h，冷卻至室溫后，所得產(chǎn)物用過濾膜抽濾、 洗滌，4(Tl00°C下真空干燥2 24h，得乙二胺接枝的氧化石墨烯；
其中，I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽為所取總量的50%，4- 二甲氨基吡啶為所取總量的50% ；
4)取步驟3)所得乙二胺接枝氧化石墨烯與剩余的I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶和丙烯酸混合，在超聲分散及2(T10(TC下反應(yīng)2 48h，然后冷卻至室溫，用過濾膜抽濾、洗滌，4(T10(TC真空干燥疒24h，得到產(chǎn)物為乙烯基功能化的氧化石墨烯；
5)將單體對苯乙烯磺酸鈉加入到步驟4)所得的乙烯基功能化的氧化石墨烯的去離子水溶液中，在6(T90°C，在引發(fā)劑引發(fā)下自由基聚合3 24h后，冷卻至室溫，離心、洗滌后， 4(ri00°C真空干燥2 24h，得到聚苯乙烯磺酸鈉接枝氧化石墨烯；
6)將步驟5)所得的聚苯乙烯磺酸鈉接枝氧化石墨烯分散在去離子水中，用還原劑在 2(TlO(rC條件下反應(yīng)2 24h ;反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，離心、洗滌后，4(TlO(rC下真空干燥 2 24h，得到產(chǎn)物為聚苯乙烯磺酸鈉接枝石墨烯。按上述方案，所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、氫過氧化特丁基、氫過氧化異丙苯或氫過氧化對孟烷。按上述方案，所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、乙二胺、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉或硫酸亞鐵。本發(fā)明的基本反應(yīng)原理是從氧化石墨表面的羧酸基團出發(fā)，利用酰胺化反應(yīng)，預(yù)先在氧化石墨烯表面共價接枝丙烯酸，再在引發(fā)劑的作用下，引發(fā)單體對苯乙烯磺酸鈉自由基聚合，使聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝在氧化石墨烯上，然后在還原劑作用下，制備了聚苯乙烯磺酸鈉接枝石墨烯。本發(fā)明的超級電容器電極材料的水溶性石墨烯所具有的優(yōu)越性在于利用離子聚合物對石墨烯表面進行共價接枝修飾，使石墨烯的表面接枝了大量的負電荷，通過負-負電荷相斥的原理使石墨烯能很好的溶于水中；同時共價接枝的聚苯乙烯磺酸鈉能增強電解液與石墨烯之間的接觸，極大地提高了石墨烯基電容器的電化學(xué)性能，使其在超級電容器、 太陽能電池等領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I
按照文獻報道的方法利用天然石墨通過化學(xué)氧化方法制備單層或多層氧化石墨 (Composites Science and Technology 2009,69,1231)；
取100 mg氧化石墨、100 mg乙二胺、150 mg I-乙基_ (3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和150 mg 4-二甲氨基吡啶超聲分散30min后，在20°C條件下反應(yīng)48h ;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在40°C下真空干燥24 h，得到乙二胺接枝的氧化石墨烯；
將所得反應(yīng)產(chǎn)物乙二胺接枝的氧化石墨烯再在150 mg I-乙基-(3-二甲基氨基丙基) 碳酰二亞胺鹽酸鹽、150 mg 4-二甲氨基吡啶和100 g未純化的丙烯酸混合液中超聲分散 15 min，然后在攪拌及20 °C條件下反應(yīng)48h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及40°C 真空干燥24 h得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2)；
將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和100 mg苯乙烯磺酸鈉加入到50mL去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入0. I mg引發(fā)劑過硫酸銨；然后迅速升溫到60°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)24 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，40°C真空干燥24 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在50ml水中30min,加入100 mg 硼氫化鈉，在20 °C下反應(yīng)24h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后40°C真空干燥24 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。實施例2
取100 mg氧化石墨、500 mg乙二胺、750 mg I-乙基_ (3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和750 mg 4-二甲氨基吡啶超聲分散30 min后，在100°C條件下反應(yīng)2 h ;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在100°C下真空干燥2 h。將所得反應(yīng)產(chǎn)物再在750 mg 1_乙基_(3_二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、 750 mg 4-二甲氨基吡啶和500 g未純化的丙烯酸混合液中超聲分散30 min，然后在攪拌及100 °C條件下反應(yīng)2h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及100°C真空干燥2 h 得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2X將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和500 mg苯乙烯磺酸鈉加入到50mL 去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入3 mg引發(fā)劑過硫酸鉀；然后迅速升溫到90°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)3 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，100°C真空干燥2 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在50ml水中30min,加入500 mg 水合肼，在100 °C下反應(yīng)2h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后100°C真空干燥2 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。實施例3
取Ig氧化石墨、I g乙二胺、I. 5 g I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和I. 5 g 4-二甲氨基吡啶超聲分散30 min后，在80°C條件下反應(yīng)4 h;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在80°C下真空干燥6 h。將所得反應(yīng)產(chǎn)物再在I. 5 g I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、
1.5g 4-二甲氨基吡啶和IOOOg未純化的丙烯酸混合液中超聲分散30 min，然后在攪拌及80 °C條件下反應(yīng)4 h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及80°C真空干燥4 h得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2X將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和I g苯乙烯磺酸鈉加入到500 mL去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30 min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入30 mg引發(fā)劑氫過氧化特丁基；然后迅速升溫到80°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，80°C真空干燥4 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在I L水中30min，加入I g乙二胺，在100 °C下反應(yīng)2h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后80°C真空干燥4 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。實施例4
取Ig氧化石墨、I g乙二胺、I. 5 g I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和I.5 g 4-二甲氨基吡啶超聲分散30 min后，在60°C條件下反應(yīng)6 h;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在60°C下真空干燥6 h。將所得反應(yīng)產(chǎn)物再在I. 5 g I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、
1.5g 4-二甲氨基吡啶和IOOOg未純化的丙烯酸混合液中超聲分散30 min，然后在攪拌及60°C條件下反應(yīng)6 h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及60°C真空干燥6 h得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2X將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和I g苯乙烯磺酸鈉加入到500 mL去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30 min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入30 mg引發(fā)劑氫過氧化異丙苯；然后迅速升溫到80°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，60°C真空干燥6 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在50ml水中30min,加入I g亞硫酸鈉，在60 °C下反應(yīng)6h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后60°C真空干燥6 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。實施例5
取Ig氧化石墨、I g乙二胺、I. 5 g I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和I. 5 g 4-二甲氨基吡啶超聲分散30 min后，在60°C條件下反應(yīng)6 h;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在40°C下真空干燥24 h。將所得反應(yīng)產(chǎn)物再在I. 5 g I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、
1.5g 4-二甲氨基吡啶和IOOOg未純化的丙烯酸混合液中超聲分散30 min，然后在攪拌及40°C條件下反應(yīng)24 h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及40°C真空干燥24 h得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2)15將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和I g苯乙烯磺酸鈉加入到500 mL去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30 min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入30 mg引發(fā)劑氫過氧化對孟烷；然后迅速升溫到80°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，60°C真空干燥6 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在50ml水中30min,加入I g硫酸亞鐵，在60 °C下反應(yīng)6h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后60°C真空干燥6 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。實施例6
取500 mg氧化石墨、500 mg乙二胺、750 mg I-乙基_ (3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和750 mg 4-二甲氨基吡啶超聲分散30 min后，在60°C條件下反應(yīng)6 h ;反應(yīng)完成后，混合溶液冷卻至室溫并真空抽濾、去離子水洗滌后，在40°C下真空干燥24 h。將所得反應(yīng)產(chǎn)物再在750 mg 1_乙基_(3_二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、 750 mg 4-二甲氨基卩比唳和750mg未純化的丙烯酸混合液中超聲分散30 min,然后在攪拌及40°C條件下反應(yīng)24 h。產(chǎn)物經(jīng)冷卻、真空抽濾、去離子水洗滌及40°C真空干燥24 h得到乙烯基功能化的氧化石墨(GO-CH=CH2)15將所得乙烯基功能化氧化石墨(GO-CH=CH2)和500 mg苯乙烯磺酸鈉加入到100 mL 去離子水轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，超聲分散30 min，再在50 °C氮氣保護下，緩慢加入5 mg引發(fā)劑過硫酸鈉；然后迅速升溫到80°C，并在氮氣氛及磁力攪拌下反應(yīng)6 h。反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心、洗滌至反應(yīng)中的單體和其他雜質(zhì)完全洗凈，60°C真空干燥6 h，最后得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯。將所得聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝氧化石墨烯分散在100 ml水中30min，加入Ig 硫代硫酸鈉，在60 °C下反應(yīng)6h ;產(chǎn)物經(jīng)冷卻、離心洗滌后60°C真空干燥6 h，得到聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯。本發(fā)明水溶性石墨烯電極材料的性能采用實施例I所得的聚苯乙烯磺酸鈉共價接枝石墨烯進行測試的數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯，其特征在于其組分包括有氧化石墨、I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶、乙二胺、丙烯酸、 對苯乙烯磺酸鈉、引發(fā)劑和還原劑經(jīng)反應(yīng)制備而成，所述的組分含量按重量份數(shù)計為氧化石墨I份；I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽I. 5 75份；4-二甲氨基吡啶I. 5 75份；乙二胺I 50份；丙烯酸I 5000份；對苯乙烯磺酸鈉f 100份；引發(fā)劑0.001 0. 03份；還原劑I 50份。
2.按權(quán)利要求I所述的用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、氫過氧化特丁基、氫過氧化異丙苯或氫過氧化對孟烷。
3.按權(quán)利要求I或2所述的用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯，其特征在于所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、乙二胺、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉或硫酸亞鐵。
4.權(quán)利要求I所述的用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯的制備方法，包括有以下步驟1)利用天然石墨通過化學(xué)氧化方法制備單層或多層氧化石墨；2)按下述重量份數(shù)取料氧化石墨I份；I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽I. 5 75份；4_ 二甲氨基吡啶I. 5 75份；乙二胺I 50份；丙烯酸I 5000份；對苯乙烯磺酸鈉riOO份；引發(fā)劑0. 001 0. 03份；還原劑I 50份；3)將氧化石墨、I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和4- 二甲氨基吡啶超聲分散于乙二胺中，在2(T10(TC下反應(yīng)2 48h，冷卻至室溫后，所得產(chǎn)物用過濾膜抽濾、 洗滌，4(Tl00°C下真空干燥2 24h，得乙二胺接枝的氧化石墨烯；其中，I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽為所取總量的50%，4- 二甲氨基吡啶為所取總量的50% ；4)取步驟3)所得乙二胺接枝氧化石墨烯與剩余的I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶和丙烯酸混合，在超聲分散及2(T10(TC下反應(yīng)2 48h，然后冷卻至室溫，用過濾膜抽濾、洗滌，4(T10(TC真空干燥疒24h，得到產(chǎn)物為乙烯基功能化的氧化石墨烯；5)將單體對苯乙烯磺酸鈉加入到步驟4)所得的乙烯基功能化的氧化石墨烯的去離子水溶液中，在6(T90°C，在引發(fā)劑引發(fā)下自由基聚合3 24h后，冷卻至室溫，離心、洗滌后， 4(ri00°C真空干燥2 24h，得到聚苯乙烯磺酸鈉接枝氧化石墨烯；6)將步驟5)所得的聚苯乙烯磺酸鈉接枝氧化石墨烯分散在去離子水中，用還原劑在 2(ri00°C條件下反應(yīng)2 24h ;反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，離心、洗滌后，4(rioo°c下真空干燥 2 24h，得到產(chǎn)物為聚苯乙烯磺酸鈉接枝石墨烯。
5.按權(quán)利要求4所述的用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、氫過氧化特丁基、氫過氧化異丙苯或氫過氧化對孟烷。
6.按權(quán)利要求4或5或所述的用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯的制備方法， 其特征在于所述的還原劑為硼氫化鈉、水合肼、乙二胺、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉或硫酸亞鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于超級電容器電極材料的水溶性石墨烯及其制備方法，其組分包括有氧化石墨、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶、乙二胺、丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉、引發(fā)劑和還原劑經(jīng)反應(yīng)制備而成，本發(fā)明的超級電容器電極材料的水溶性石墨烯所具有的優(yōu)越性在于利用離子聚合物對石墨烯表面進行共價接枝修飾，使石墨烯的表面接枝了大量的負電荷，通過負-負電荷相斥的原理使石墨烯能很好的溶于水中；同時共價接枝的聚苯乙烯磺酸鈉能增強電解液與石墨烯之間的接觸，極大地提高了石墨烯基電容器的電化學(xué)性能，使其在超級電容器、太陽能電池等領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號H01G9/042GK102543463SQ20111041230
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者葉恩洲, 李亮, 杜飛鵬, 王晶晶, 郭慶中, 鄢國平 申請人:武漢工程大學(xué)