3D石墨烯/聚苯胺的制备及电学性能研究

采用石墨烯/聚苯胺(rGO/PANI)复合物制备超级电容器,以弥补二者各自的不足。改进了Hummers法制备氧化石墨烯(GO)。采用原位聚合法制备出PANI,最后利用水热法制备出rGO/PANI复合物。得到的复合材料的比电容最高值达198 F·g~(-1),明显比rGO的比电容(52 F·g~(-1))值高。此外,循环1 000圈后,复合材料的电容量衰减5%。     

聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

分别采用物理球磨混合法、化学原位聚合法和化学原位聚合-还原法制备了聚吡咯/氧化石墨烯混合物、聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)复合材料。通过三电极测试其电化学性能(循环伏安、恒流充放电和交流阻抗)。结果表明,通过化学原位聚合法制备的PPy/GO(304. 5 F/g)比电容远高于物理混合(16 F/g)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(126. 4 F/g)。化学法原位聚合法制备PPy/GO最佳条件是冰浴条件下和加入表面活性剂对羟基苯磺酸钠。并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对化学原位制备的PPy/GO组成、结构和形貌进行了表征。     

电化学法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合膜及电容性能研究

利用电化学聚合法在导电玻璃ITO上原位制备了聚苯胺(PANI)/氧化石墨烯(GO)复合物薄膜。扫描电子显微镜表明,PANI/GO复合物呈颗粒状分布在ITO的表面;通过UV-vis光谱证实了GO和PANI之间存在着强烈的相互作用;充放电测试表明,PANI/GO复合膜具有良好的电荷储存特性,最高比电容可达265F/g,且具有较高的循环稳定性。     

聚苯胺/氧化石墨烯接枝复合材料的制备及电容性能研究

利用化学氧化法原位聚合制备了聚苯胺(PANI)/氧化石墨烯(GO)接枝复合材料。透射电子显微镜表明,PANI纳米颗粒均匀地分布在GO的表面;通过UV-vis光谱证实了GO和PANI之间存在着强烈的相互作用;充放电测试表明,PANI/GO纳米复合材料具有良好的电荷储存特性,最高比电容可达575 F/g。由于与GO之间的化学结合作用,PANI的充放电循环稳定性得到明显提高。     

氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料的制备及其赝电容性能研究

本文利用电化学沉积法将掺杂有氧化石墨烯的聚吡咯沉积在活性碳布上,获得了一系列不同氧化石墨烯掺杂程度的氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料。采用电化学方法研究复合材料构筑的超级电容器的赝电容行为。研究表明掺杂氧化石墨烯后的复合物构筑的超级电容器电容性能有显著提升。随着氧化石墨烯掺杂量的提高,复合物的质量比电容先增加后减小。这归因于复合物掺杂少量的氧化石墨烯时可以改善聚吡咯的导电性和微观形貌,使得复合材料的质量比电容显著提高。     

氧化石墨烯/聚苯胺材料的制备及其超电容性能研究

通过乳液聚合制备具有类似金属导电性和超电容功能的氧化石墨烯/聚苯胺(GO-PANI)复合材料,聚合在组成为水,乙醇,二甲苯和十二烷基苯磺酸(DBSA)的乳液中进行。采用红外光谱对材料进行了表征,采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电进行了材料电化学性能的测试。结果表明氧化石墨烯/聚苯胺呈现高的超电容性能。在0.5 A/g电流密度下,摩尔比为3∶7材料的比电容高达444 F/g,远远超过了氧化石墨烯的比电容(134 F/g)。在50 mV/s下循环1000次,GO-PANI(3/7)仍呈现出高的比电容,达到412 F/g,仅减少7.2%。相对于纯聚苯胺比电容下降41.7%,复合材料GO-PANI具有优良的稳定性,显著提高复合材料容量保持率和循环寿命。     

氧化石墨烯的酸性还原及其超级电容性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),在酸性条件(pH=5)下以180°C进行水热还原,通过调节水热反应时间来制备不同还原程度的还原氧化石墨烯(RGO)。研究了不同的水热反应时间对RGO结构及超级电容性能的影响。结果表明：控制水热反应时间可以制备出还原程度不同的RGO,在电化学测试中,随着水热反应时间的延长,RGO电极的比电容呈先上升后下降的趋势。当水热反应时间为6 h时,RGO电极表现出最佳的超级电容性能,其在1 A/g电流密度下比电容达到251 F/g,相对于GO电极提高了225%。经过500次充放电循环后,RGO-6电极比电容保持率达到92%,具有优异的循环稳定性。     

水热法制备Mn_3O_4/石墨烯复合材料及其电化学性能

采用水热法制备Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯的含量对产物的形貌和结构有决定性的影响。当石墨烯与MnO2质量比1∶3时,制备得到MnOOH/石墨烯复合材料,当石墨烯与MnO2质量比1∶1时,制备得到Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯与Mn3O4复合可使Mn3O4更大可能地释放赝电容,在电流密度2 A/g时,Mn3O4/石墨烯的比电容值为297.14 F/g。     

水热组装合成石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合电极材料的研究

通过在氧化石墨烯表面原位聚合苯胺制备聚苯胺阵列/石墨烯复合物,再将一定量的石墨烯加入到复合物分散液中,经水热反应制备了石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合材料。利用SEM和FT-IR对其形貌和结构进行了表征,讨论了投料比、水热温度及水热时间对材料电化学性能的影响。结果表明,质量比PGO∶GO(后加的)=15∶1,180℃下水热反应4h,所得样品用作超级电容器电极时,表现出优异的电化学性能,当电流密度为1A/g时,其比电容为553F/g;且在电流密度为20A/g,1000次恒电流充放电后,其比电容保持率高达94.2%。     

聚乙烯醇掺杂聚苯胺/石墨烯复合材料的电性能研究

采用原位聚合法制备聚苯胺/石墨烯复合材料,以石墨烯与聚苯胺的摩尔比1∶3、1∶6、1∶10进行实验。探究后发现1∶6为最佳比例,其比电容可达513 F/g。再以一定量聚乙烯醇掺杂最佳比例聚苯胺/石墨烯,结果发现,所得复合材料应用与超级电容器中,最高比电容可达1044 F/g,经2000次充放电循环后,其比电容仍有916 F/g,证明复合材料稳定性远远大于聚苯胺稳定性。采用XRD、FT-IR、SEM、紫外-可见分光光度计进行结构和微观形貌分析。