聚苯胺-石墨烯復合電極材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、聚苯胺因具有優(yōu)良的導電性能而不斷被研究應用于各種復合材料，但其無序的短纖維狀或球狀形貌結構導致它循環(huán)穩(wěn)定性差，這一缺點限制了它的發(fā)展。而石墨烯的二維晶體結構具有的優(yōu)良導電性能、巨大比表面積等特性，使它成為一種良好的填充材料，石墨烯基復合材料也成為科研領域的研究熱點，本論文把聚苯胺和石墨烯進行復合，從而在保證復合材料的導電性能的同時能克服聚苯胺的缺點，同時大大提高復合材料的電容量。
　　本論文首先采用電解剝離法制備了石墨烯分散液，進

2、而通過循環(huán)伏安法使用石英微晶天平一步電沉積制備聚苯胺/石墨烯復合電極材料。復合材料經掃描電鏡進行了形貌表征;并采用循環(huán)伏安、恒流充放電以及電化學阻抗對復合材料進行了電化學性能分析。具體內容主要包括以下幾個方面:
　　(1)石墨烯分散液的制備:以石墨紙為原料，采用電解剝離法制備石墨烯分散液。這種制備方法過程簡單，結果表明所制備的分散液中不含有氧化石墨烯，大部分為少層石墨烯，且得到的石墨烯分散液穩(wěn)定性很好。
　　(2)恒電位法吸

3、附石墨烯片:本論文也對恒電位法吸附石墨烯做了一定的探討。結果表明，當給石墨烯分散液施加電壓為0.8V時，可以使石墨烯吸附在金電極的表面。吸附時間為2h，添加表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉時，薄膜質量為0.46μg。
　　(3)聚苯胺與石墨烯層層復合:用循環(huán)伏安法掃描2圈制備聚苯胺層，然后用恒電位吸附法制備石墨烯層。循環(huán)伏安測試結果表明，吸附石墨烯后，復合材料的電流平臺得到明顯的提高，體現了石墨烯對復合材料電容性能的貢獻。
　　

4、(4)聚苯胺/石墨烯復合電極材料的制備及性能研究:將制備好的石墨烯分散液與苯胺單體溶液按一定比例混合，用循環(huán)伏安法電沉積制備聚苯胺/石墨烯復合電極材料，改變石墨烯和苯胺單體的配比以及添加不同的表面活性劑，可獲得電化學性能不同的復合材料。掃描電鏡照片表明石墨烯在復合材料中層層堆積，一層球狀的聚苯胺均勻分布在石墨烯片上。循環(huán)伏安測試結果表明，當添加十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，掃描圈數為5，掃描電位范圍是-0.1～1.0 V，掃描速度為10