功能化石墨烯-聚苯胺復合材料的制備及電化學性能研究.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文論文題目論文題目：功能化石墨烯聚苯胺復合材料的制備及電化學性能研究英文題目英文題目：ResearchonPreparationElectrochemicalPropertiesofFunctionalizedGraphenePolyanilineComposites學位類別學位類別：工學碩士研究生姓研究生姓名：汪麗麗學號學號：201002018學科學科(領域領域)名稱名稱：材料物理與化學指導教指導教師：張邦文職稱

2、職稱：教授協助指導教師：協助指導教師：邢瑞光職稱：職稱：2013年6月13日分類號：分類號：TM53.1TM53.1密級：級：公開公開UDC：學校代碼：學校代碼：1012710127內蒙古科技大學碩士學位論文I摘要超級電容器是一種綠色新型儲能器件，兼有傳統電容器和電池的特性，具有功率密度高、充電速度快、循環壽命長、環境友好和成本低等優點，滿足了當今儲能器件的技術指標和環保要求。作為超級電容器核心技術的電極材料，目前使用較多的有碳材料、導

3、電聚合物以及金屬氧化物，它們有各自的優點和缺點，通過材料復合，結合這些不同材料的優點，是當前超級電容器領域的研究熱點。首先，本論文以氧化石墨烯（GO）為原料，分別用十八胺（ODA）和對苯二胺（PPD）對其功能化，然后用水合肼還原，得到十八胺功能化石墨烯（ODAG）和對苯二胺功能化石墨烯（PPDG）。沉降實驗研究顯示，這兩種功能化石墨烯均能在三氯甲烷、無水乙醇中均勻分散，長時間內不發生團聚沉降，為隨后石墨烯與聚合物的溶液復合創造了有利條件

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

5、O4的電解液、電流密度0.6Ag下進行的電化學實驗顯示，兩種復合材料的比容量分別為641、378Fg，都高于純聚苯胺。ODAGPANI體系性能明顯優于PPDGPANI體系，當PANI負載2wt%的ODAG時，比容達到最佳值641Fg，200次充放電后ODAGPANI電極材料的最高比容仍能保持96%，遠遠高于純PANI的76%，說明摻雜ODAG作為導電劑和增強骨架，能大大提高了PANI基體的比電容及其循環特性，并提高這種電極材料的使用壽命