功能化石墨烯-導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備及其超電容性能研究.pdf

1、隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視新型、環(huán)保、高效的可再生能源材料及器件的研究與應(yīng)用。電能作為優(yōu)勢(shì)能源之一，越來(lái)越多地被應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個(gè)方面，它可以通過風(fēng)能、潮汐能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉传@得。儲(chǔ)電器件一般包括燃料電池、二次電池、超級(jí)電容器等。超級(jí)電容器與其他儲(chǔ)電器件相比，具有快速充放電、能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性高、安全系數(shù)高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，由于其在移動(dòng)通信、汽車、航空航天等領(lǐng)域的出色表現(xiàn)，而逐漸成為人們發(fā)展研究的重點(diǎn)

2、。
　　應(yīng)用于超級(jí)電容器電極方面的功能化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備，和它作為電極的相關(guān)電化學(xué)性能是本論文主要的研究方向，主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括氧化還原法制備氧化石墨及其羧基功能化，聚苯胺的合成及其與功能化石墨烯的復(fù)合，材料制作簡(jiǎn)單的電極等，通過X射線衍射、紅外光譜、差熱-熱重、掃描電鏡、循環(huán)伏安法、交流阻抗電化學(xué)測(cè)試對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試表征，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　分別采用兩種改進(jìn)的Hummers法來(lái)對(duì)石墨在一定的反應(yīng)條件下進(jìn)

3、行氧化，從而制備氧化石墨，低溫和中溫過程是反應(yīng)的兩個(gè)主要的階段，探究了氧化石墨的品質(zhì)是否會(huì)直接受到預(yù)氧化步驟有無(wú)的影響，通過分析測(cè)試結(jié)果，選取了效果好的氧化石墨產(chǎn)物作為進(jìn)行下一步功能化實(shí)驗(yàn)材料，使氧化石墨的制備過程簡(jiǎn)單溫和化。
　　采用氫溴酸作為弱還原劑、草酸為羧基化試劑，利用酯化反應(yīng)原理對(duì)分散后的氧化石墨烯進(jìn)行功能化，探究了羧基化試劑草酸的添加量的多少對(duì)功能化效果的影響，確定了在本實(shí)驗(yàn)條件下草酸的最佳用量。
　　以鹽酸、過

4、硫酸銨分別為化學(xué)氧化聚合法制備聚苯胺過程中提供酸性介質(zhì)和氧化劑條件，使苯胺單體發(fā)生有效的聚合，該制備方法高效且穩(wěn)定。分別以氧化石墨烯和功能化石墨烯作為前驅(qū)體，制備了它們與聚苯胺的復(fù)合材料，通過測(cè)試分析比較了兩種復(fù)合物的差別和相同點(diǎn)，制備成復(fù)合效果更好的復(fù)合材料。
　　將制備好的氧化石墨烯、聚苯胺、及其復(fù)合材料與適量的粘結(jié)劑、導(dǎo)電炭黑以一定比例混合，將壓制成片的混合物緩慢升溫烘干后進(jìn)行簡(jiǎn)單的組裝制備電極，循環(huán)伏安和交流阻抗兩項(xiàng)電化學(xué)