本发明涉及一种电极材料及其制备方法和在超级电容器中的应用，尤其涉及一种偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料及其制备方法和在超级电容器中的应用。
背景技术：
1、传统化石燃料消耗的不断增加和环境问题日益严峻，推动了清洁能源技术特别是高效的电能存储系统的发展。其中，超级电容器因其大的功率密度、超长的循环寿命、快速的充放电速率和高的安全性等优势而受到人们的广泛关注和研究，是最具有前景的能源存储系统之一。碳材料、导电聚合物和金属氧化物作为超级电容器重要的电极材料，仍存在各自的局限性。例如，碳材料基电极材料具有优异的导电性和稳定性，但受到电荷存储机制的限制，存储容量低；金属氧化物具有较高的比电容，而导电性较差；导电聚合物虽具有高的理论比电容、良好的导电性和可加工性，但是充放电过程中的体积膨胀/收缩会导致循环稳定性差。
2、石墨烯因其独特的物理化学性质成为双电层电容器高效的电极材料。石墨烯作为二维碳材料，具有大的表面积(2630m2·g-1)、良好的热传导性和高的化学稳定性。然而，石墨烯纳米片由于易团聚限制了其电化学储能性能，常通过改性、掺杂或构建复合材料来提高其电化学性能，亟待研究出一种具有优异电化学性能的掺杂石墨烯电极材料。
技术实现思路
1、发明目的：本发明旨在提供一种具有优异电化学性能的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料；本发明还旨在提供一种所述偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法；本发明还旨在提供一种所述偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料在超级电容器中的应用。
2、技术方案：本发明所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料为层状电极材料，在石墨烯片层之间含有偶氮苯基团构筑形成柱撑结构。
3、进一步地，该方法包括：在溶剂中加入氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和4-硝基重氮苯四氟硼酸盐，加热反应后得到中间产物硝基功能化的氧化石墨烯；再将中间产物分散到溶剂中，加入尿素，水热反应后得到柱撑结构的氮掺杂石墨烯电极材料。
4、进一步地，所述氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和4-硝基重氮苯四氟硼酸盐的质量比为1:0.01:0.5～1，加热反应温度为45-60℃，反应时间为4-8h，中间产物和尿素的质量比为1:10-1:20，水热反应温度为140-180℃，反应时间为16-20h。
5、进一步地，水热反应后的产物经固液分离、洗涤后冷冻干燥，得到目标电极材料，所述溶剂为水。
6、进一步地，中间产物采用超声分散的方式均匀分散到溶剂中，超声时间为0.5～3h。
7、所述氮掺杂石墨烯电极材料可应用在超级电容器中。
8、发明原理：本发明所述制备方法利用重氮化反应对氧化石墨烯基体进行了硝基功能化，在还原氧化石墨烯的前提下利用尿素进行氮元素掺杂，同时尿素高温分解产生的碱性环境，促使硝基基团发生偶氮化反应，在石墨烯片层之间构筑了具有刚性结构和共轭体系的偶氮苯基化合物，避免了石墨烯的堆积。
9、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：所述氮掺杂石墨烯电极材料的电化学性能优异，此电极材料以二维石墨烯为基体构筑了层状电极材料，增大了材料的比表面积，提高双电层电容量；同时通过杂原子氮的引入以及利用共轭连接的偶氮基团的可逆氧化还原性，引入了赝电容，发挥出了双机制下的协同效应，提高了其电容量。
1.一种偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料，其特征在于，其为层状电极材料，在石墨烯片层之间含有偶氮苯基团构筑形成柱撑结构。
2.一种权利要求1所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：在溶剂中加入氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和4-硝基重氮苯四氟硼酸盐，加热反应后得到中间产物硝基功能化的氧化石墨烯；再将中间产物分散到溶剂中，加入尿素，水热反应后得到柱撑结构的氮掺杂石墨烯电极材料。
3.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠和4-硝基重氮苯四氟硼酸盐的质量比为1:0.01:0.5～1。
4.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，加热反应温度为45-60℃，反应时间为4-8h。
5.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述中间产物和尿素的质量比为1:10-1:20。
6.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，水热反应温度为140-180℃，反应时间为16-20h。
7.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，水热反应后的产物经固液分离、洗涤后冷冻干燥，得到目标电极材料。
8.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水。
9.根据权利要求2所述的偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料的制备方法，其特征在于，中间产物采用超声分散的方式均匀分散到溶剂中，超声时间为0.5～3h。
10.一种权利要求1所述偶氮交联的氮掺杂石墨烯电极材料在超级电容器中的应用。
