石墨烯/介孔聚苯胺超级电容器复合电极材料的制备及性能研究

发布时间：2021-02-04 06:02

　　超级电容器作为一种新式的储能设备受到了人们的广泛关注。其中影响超级电容器性能主要因素的电极材料也成为了人们的研究重点。石墨烯是近年来发现的最有价值的新型碳材料,而聚苯胺作为最有潜力的导电高分子同样是电极材料的研究热点。传统的石墨烯/聚苯胺复合材料仅仅是将两者复合,并不能最大程度的提高复合材料的比表面积。本课题采用模板法,利用混合溶剂制备出介孔聚苯胺,继而采用原位聚合法将其与石墨烯复合形成石墨烯/介孔聚苯胺。通过改变苯胺单体与氧化剂的比例、石墨烯的含量及混合溶剂的含量来讨论影响复合材料性能的因素。主要内容如下:（1）以β-环糊精（β-CD）为模板,柠檬酸作为酸掺杂,N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和蒸馏水为混合溶剂制备介孔聚苯胺。混合溶剂中DMF的含量对介孔聚苯胺的形貌和性能有很大的影响,它的引入有利于促进介孔聚苯胺结晶相的生成和结构规整化的形成。其中当DMF含量为20%时,介孔聚苯胺样品具有最好的形貌结构和最大的比表面积,达到了71.71m2/g,是目前文献值的两倍多,同时它也具有最大的比电容为183.27 F·g-1,是未加入DMF样品的15倍以上。（2）采用原位聚合法通过改变苯胺单体... 

【文章来源】：北京石油化工学院北京市

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器
        1.2.1 超级电容器的分类
        1.2.2 超级电容器的工作原理
        1.2.3 超级电容器的特点
        1.2.4 超级电容器的应用
        1.2.5 超级电容器的电极材料
    1.3 石墨烯
        1.3.1 石墨烯的结构及性质
        1.3.2 石墨烯的制备方法
        1.3.3 石墨烯的应用前景
    1.4 聚苯胺
        1.4.1 聚苯胺的结构
        1.4.2 聚苯胺的导电机理
        1.4.3 聚苯胺的合成
    1.5 石墨烯/聚苯胺复合材料
        1.5.1 石墨烯/聚苯胺复合材料的制备
        1.5.2 石墨烯/聚苯胺复合材料的应用
    1.6 本课题研究的内容及意义
        1.6.1 本课题研究的意义
        1.6.2 本课题研究的内容
第二章 实验试剂、仪器及表征手法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验表征手法
        2.2.1 形貌与结构表征
        2.2.2 电学性能表征
第三章 石墨烯的制备及表征
    3.1 石墨烯的制备
        3.1.1 氧化石墨的制备
        3.1.2 氧化石墨的还原
    3.2 石墨烯的表征
    3.3 本章小结
第四章 介孔聚苯胺的制备及表征
    4.1 引言
    4.2 介孔聚苯胺的制备
        4.2.1 单一溶剂制备介孔聚苯胺
        4.2.2 混合溶剂制备介孔聚苯胺
    4.3 介孔聚苯胺的表征
        4.3.1 结构和形貌的表征
        4.3.2 电性能表征
    4.4 本章小结
第五章 石墨烯/介孔聚苯胺复合材料的制备及表征
    5.1 引言
    5.2 石墨烯/介孔聚苯胺复合材料的制备
        5.2.1 石墨烯分散液的制备
        5.2.2 石墨烯/介孔聚苯胺的制备
    5.3 石墨烯/介孔聚苯胺复合材料的表征
        5.3.1 结构和形貌的表征
        5.3.2 电性能表征
    5.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介



本文编号：3017851