【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種碳布負載的豎立石墨烯/ta2o5復合電極及其制備方法
技術(shù)介紹
1、碳納米材料，比如多孔碳、洋蔥碳、碳納米管、石墨烯等是電極材料的常見選擇，因為它們具有高導電性、大表面積、化學穩(wěn)定性、長循環(huán)壽命和低成本等特性，在電化學方面有很大的優(yōu)勢。然而，碳納米材料的電化學性能不僅受到材料的結(jié)構(gòu)和成分等因素的影響，還受到表面性質(zhì)的影響。因此，如何改善碳納米材料的電化學性能已經(jīng)成為當前研究的一個熱點問題。在碳納米材料中引入雜原子或表面官能團是提高碳納米材料電化學性能的最有效方法之一，因為碳納米材料中的雜原子或表面氧基團可以改善導電性，從而最大化電化學活性面積。
2、碳布是一種高導電紡織品，具有機械柔性好，重量輕，化學穩(wěn)定性好等特點，在柔性電極的制造中具有巨大的潛力。然而，由于其極差的電化學活性、較小的比表面積和較差的孔隙率，使得碳布除了用作集流體或用于負載其他電容性材料之外，很少直接用作電極材料。碳布目前在電化學領(lǐng)域最廣泛的作用是在處理后可以提供較大表面積，通常通過雜原子、金屬、氫/氧化物、納米顆粒碳材料或混雜摻雜劑官能化可以使得材料電化學性能提高。
3、ta2o5是一種重要的過渡金屬氧化物，具有高折射率、高介電常數(shù)、寬帶隙等特性。由于其優(yōu)異的熱性能和化學性能，已被廣泛應用于新型光電器件、電致發(fā)光器件、光波導、光學薄膜等領(lǐng)域。有報道采用離子液體輔助水熱法合成了ta2o5納米粒子，然后再用水熱法合成了ta2o5還原氧化石墨烯(ta2o5-rgo)納米復合材料，用于新型非本征贗電容電化學儲鋰轉(zhuǎn)換型負極材料。
4、原子層沉積(ald)作為制備貴金屬或金屬氧化物的技術(shù)，相比于水熱法具有以下優(yōu)點：原子層沉積工藝能夠在原子水平上精確控制膜的厚度；原子層沉積工藝的溫度通常在200℃至300℃之間，相比于水熱法可以在更低的溫度下進行，避免了高溫對材料的損害；相比于水熱法，制備時間更短，大約只需幾微秒到幾百微秒的時間就可完成一次循環(huán)過程，極大的降低了時間成本。
5、本專利技術(shù)采用原子層沉積方法，在負載了豎立石墨烯的碳布表面沉積不同厚度的ta2o5，一步合成了豎立石墨烯/ta2o5的復合電極材料，該復合電極的電化學性能較好，其電化學活性面積較未負載ta2o5的本征豎立石墨烯碳布材料提高了15-22倍左右，背景電流有所下降。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種由豎立石墨烯/ta2o5復合的電極材料及其制備方法，該電極材料具有較大電化學活性面積和較低的背景電流，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學特性。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：
3、一種碳布負載的豎立石墨烯/ta2o5復合電極，由原子層沉積設(shè)備在含有豎立石墨烯的碳布表面沉積ta2o5而得。
4、本專利技術(shù)所述碳布負載的豎立石墨烯/ta2o5復合電極的制備方法如下：
5、將含有豎立石墨烯的碳布置于原子層沉積設(shè)備的樣品臺上，樣品臺溫度設(shè)定為250℃，樣品臺預熱時間為35分鐘；原子層沉積循環(huán)次數(shù)為1～40次，每一次前驅(qū)體鉭源的停留時間為0.5s；沉積結(jié)束即得復合電極材料；
6、其中，
7、含有豎立石墨烯的碳布可商購獲得；
8、前驅(qū)體鉭源為叔丁胺甲乙胺鉭。
9、本專利技術(shù)的有益效果體現(xiàn)在：
10、(1)本專利技術(shù)制備的復合電極具有較低的背景電流和極高的電化學活性面積；
11、(2)本專利技術(shù)制備方法操作簡便，安全系數(shù)高，流程簡單，一步操作即可實現(xiàn)復合電極的制備。
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1.一種碳布負載的豎立石墨烯/Ta2O5復合電極，其特征在于，由原子層沉積設(shè)備在含有豎立石墨烯的碳布表面沉積Ta2O5而得。
2.如權(quán)利要求1所述碳布負載的豎立石墨烯/Ta2O5復合電極的制備方法，其特征在于，所述的制備方法如下：
3.如權(quán)利要求2所述碳布負載的豎立石墨烯/Ta2O5復合電極的制備方法，其特征在于，前驅(qū)體鉭源為叔丁胺甲乙胺鉭。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種碳布負載的豎立石墨烯/ta2o5復合電極，其特征在于，由原子層沉積設(shè)備在含有豎立石墨烯的碳布表面沉積ta2o5而得。
2.如權(quán)利要求1所述碳布負載的豎立石墨烯/ta...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡曉君，唐奇，陳成克，李曉，魯少華，
申請(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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