三维石墨烯/苯胺-吡咯共聚物复合材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2021-04-26 15:46

　　本文采用改进Hummers法制备得到氧化石墨凝胶（GO）,采用化学氧化聚合法通过改变氧单比制备得到颗粒状苯胺-吡咯共聚物（PACP）;将GO和PACP作为前驱体混合,结合溶液共混法和水热还原法制备得到还原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚复合物（3DAP）;将PANI纳米纤维作为有效晶种对Py单体进行聚合,得到了核壳苯胺-吡咯共聚物（PANP）,与氧化石墨烯超声混合液（GOS）进行一步水热法制备得到核壳苯胺-吡咯共聚物/RGO复合材料（3GAP）;用对苯二胺（PPD）作为氮源和还原剂与氧化石墨悬浮液进行混合超声,之后再与PACP混合,进行一步水热制备得到氮掺杂型石墨烯/苯胺-吡咯共聚物复合材料（3DPP）。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman及电化学工作站等表征手段对3DGS、PACP、PANP、3DAP、3GAP和3DPP复合材料的微观形貌、结构特征、谱学特征及超级电容性能进行表征对比分析,并且进一步揭示了3DAP、3GAP和3DPP复合材料的复合机理。研究结果表明:随着氧单比的增加,PACP的形貌呈现逐渐规则的纳米尺度颗粒形貌,颗粒尺寸大小呈现出先增大后减小的趋势;其热稳定性... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超级电容器电极材料
        1.2.2 苯胺-吡咯共聚物电极材料
        1.2.3 石墨烯/导电聚合物复合电极材料
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容及研究成果
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究成果
    1.5 技术路线
    1.6 主要创新点
    1.7 主要工作量
2 氧单比对苯胺-吡咯共聚物形貌、结构、热稳定性及超级电容性能的影响
    2.1 实验
        2.1.1 实验原料、试剂及装置
        2.1.2 不同氧单比下苯胺-吡咯共聚物的制备
        2.1.3 工作电极的制备
        2.1.4 样品表征
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 氧单比对PACP形貌的影响
        2.2.2 氧单比对PACP结构的影响
        2.2.3 氧单比对PACP热稳定性的影响
        2.2.4 氧单比对PACP超级电容性能的影响
    2.3 本章小结
3 还原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚复合物的制备及其超级电容性能
    3.1 实验
        3.1.1 实验原料、试剂及装置
        3.1.2 氧化石墨凝胶的制备
        3.1.3 颗粒状苯胺-吡咯共聚物的制备
        3.1.4 还原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚复合物的制备
        3.1.5 工作电极的制备
        3.1.6 样品表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 形貌特征
        3.2.2 结构特征
        3.2.3 官能团特征
        3.2.4 超级电容性能
    3.3 本章小结
4 核壳苯胺-吡咯共聚物/RGO复合材料的制备及超级电容性能
    4.1 实验
        4.1.1 实验原料、试剂及装置
        4.1.2 核壳苯胺-吡咯共聚物的制备
        4.1.3 核壳苯胺-吡咯共聚物/RGO复合材料的制备
        4.1.4 工作电极的制备
        4.1.5 样品表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 形貌特征
        4.2.2 结构特征
        4.2.3 超级电容性能
    4.3 本章小结
5 氮掺杂型石墨烯/苯胺-吡咯共聚复合物的制备及超级电容性能
    5.1 实验
        5.1.1 实验原料、试剂及装置
        5.1.2 氮掺杂型石墨烯/苯胺-吡咯共聚复合材料的制备
        5.1.3 工作电极的制备
        5.1.4 样品表征
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 形貌特征
        5.2.2 结构特征
        5.2.3 官能团特征
        5.2.4 超级电容性能
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]对苯二胺功能化还原氧化石墨烯的结构和官能团变化[J]. 赵小龙,孙红娟,彭同江.  高等学校化学学报. 2016(04)
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[3]合成吡咯-苯胺共聚物亚微米颗粒及增强的超电容性[J]. 后振中,杨庆浩,屠钟艺.  功能材料. 2015(14)
[4]氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料的制备及其电化学性能[J]. 陈阳,张梓澜,隋志军,刘芝婷,周静红,周兴贵.  物理化学学报. 2015(06)
[5]三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其超级电容性能[J]. 汪建德,彭同江,鲜海洋,孙红娟.  物理化学学报. 2015(01)
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[9]苯胺与吡咯共聚物空心球的自组装制备及性能[J]. 吕秋丰,张佳音,何志伟.  高分子学报. 2012(03)
[10]石墨烯基超级电容器电极材料研究进展[J]. 何铁石,赵龙,刘志成,魏颖,金振兴.  电子元件与材料. 2011(12)

硕士论文
[1]三维聚苯胺/石墨烯复合材料和氮掺杂石墨烯的研究[D]. 谭兮亦.湖南大学 2015



本文编号：3161680