功能化石墨烯-聚苯胺復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：功能化石墨烯聚苯胺復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究英文題目英文題目：ResearchonPreparationElectrochemicalPropertiesofFunctionalizedGraphenePolyanilineComposites學(xué)位類別學(xué)位類別：工學(xué)碩士研究生姓研究生姓名：汪麗麗學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：201002018學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：張邦文職稱

2、職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教師：協(xié)助指導(dǎo)教師：邢瑞光職稱：職稱：2013年6月13日分類號(hào)：分類號(hào)：TM53.1TM53.1密級(jí)：級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要超級(jí)電容器是一種綠色新型儲(chǔ)能器件，兼有傳統(tǒng)電容器和電池的特性，具有功率密度高、充電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好和成本低等優(yōu)點(diǎn)，滿足了當(dāng)今儲(chǔ)能器件的技術(shù)指標(biāo)和環(huán)保要求。作為超級(jí)電容器核心技術(shù)的電極材料，目前使用較多的有碳材料、導(dǎo)

3、電聚合物以及金屬氧化物，它們有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通過(guò)材料復(fù)合，結(jié)合這些不同材料的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前超級(jí)電容器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。首先，本論文以氧化石墨烯（GO）為原料，分別用十八胺（ODA）和對(duì)苯二胺（PPD）對(duì)其功能化，然后用水合肼還原，得到十八胺功能化石墨烯（ODAG）和對(duì)苯二胺功能化石墨烯（PPDG）。沉降實(shí)驗(yàn)研究顯示，這兩種功能化石墨烯均能在三氯甲烷、無(wú)水乙醇中均勻分散，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生團(tuán)聚沉降，為隨后石墨烯與聚合物的溶液復(fù)合創(chuàng)造了有利條件

4、。其次，使用化學(xué)氧化聚合法合成了導(dǎo)電聚苯胺，探討了氧化劑過(guò)硫酸銨（APS）、苯胺單體（An）用量以及質(zhì)子化溶液鹽酸濃度對(duì)聚苯胺（PANI）電導(dǎo)率的影響，當(dāng)反應(yīng)溫度為05℃，APSAn的摩爾比為1∶1，鹽酸濃度為1.5molL時(shí)，聚苯胺的電導(dǎo)率最高為0.0223Scm。隨后，研究了聚苯胺在不同導(dǎo)電劑時(shí)的超級(jí)電容器性能，電容最高可達(dá)274Fg。最后，采用溶液混合法制備出了ODAGPANI、PPDGPANI兩種復(fù)合材料。在0.1molLH2S

5、O4的電解液、電流密度0.6Ag下進(jìn)行的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示，兩種復(fù)合材料的比容量分別為641、378Fg，都高于純聚苯胺。ODAGPANI體系性能明顯優(yōu)于PPDGPANI體系，當(dāng)PANI負(fù)載2wt%的ODAG時(shí)，比容達(dá)到最佳值641Fg，200次充放電后ODAGPANI電極材料的最高比容仍能保持96%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純PANI的76%，說(shuō)明摻雜ODAG作為導(dǎo)電劑和增強(qiáng)骨架，能大大提高了PANI基體的比電容及其循環(huán)特性，并提高這種電極材料的使用壽命