导电聚合物复合材料在柔性器件中的应用研究

发布时间：2022-12-22 21:46

　　近年来,随着柔性器件的快速发展,研究者基于柔性超级电容器和电化学传感器开展了广泛而深入的研究,对材料的电化学性能和机械性能提出了更高的要求,导电聚合物凭借其优异的性能引起了研究者广泛的研究兴趣。本论文基于导电聚合物及其复合材料,开展了在柔性超级电容器和电化学传感器中的应用研究。利用常规的电化学手段和微观测试表征等方法对复合材料的电化学性能、微观结构和传感性能进行了表征。本论文对如何设计合成导电聚合物复合材料及其在柔性器件中开展应用研究具有积极意义。主要研究内容概括如下:（1）导电聚合物水凝胶具备优异的电化学响应性、柔性和一定的导电性,可用于制备柔性电极材料,这对于组装柔性的可穿戴传感器十分重要。基于聚苯胺（PANI）和碳纳米管（CNT）,我们通过自组装策略合成了PANI-CNT复合水凝胶,用于亚硝酸盐的检测。CNT通过π-π相互作用紧密吸附在具有三维多孔分层微观结构的PANI水凝胶上,形成PANI-CNT复合水凝胶。PANI水凝胶的三维多孔结构和CNT优异的导电性在很大程度上促进了电解质离子的扩散和转移。同时,PANI-CNT水凝胶具有优异的亲水性,可促进电极与电解液的有效接触。基于P... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 导电聚合物
        1.1.1 纳米导电聚合物简介
        1.1.2 纳米导电聚合物的合成方法
        1.1.3 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的合成
    1.2 导电水凝胶
        1.2.1 离子导电水凝胶
        1.2.2 导电聚合物水凝胶
        1.2.3 聚苯胺基导电水凝胶
    1.3 石墨烯简介
        1.3.1 石墨烯的结构与性能
        1.3.2 氮掺杂石墨烯
    1.4 柔性电子器件
        1.4.1 柔性超级电容器
        1.4.2 柔性电化学传感器
    1.5 本课题研究内容
第二章 基于三维多孔聚苯胺/碳纳米管导电水凝胶的柔性亚硝酸盐传感器
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料与材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 碳纳米管的酸化
        2.2.4 PANI水凝胶和PANI-CNT水凝胶的制备
        2.2.5 在玻碳电极上制备的PANI-CNT水凝胶用于亚硝酸盐的检测
        2.2.6 电化学测量
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PANI和 PANI–CNT水凝胶的微观结构表征
        2.3.2 聚苯胺-碳纳米管水凝胶电化学传感器的电化学响应
    2.4 本章小结
第三章 基于氮掺杂石墨烯/PEDOT复合材料的柔性超级电容器
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和材料
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 氧化石墨烯(GO)和氮掺杂石墨烯(NG)的合成
        3.2.4 PEDOT:PSS溶液的合成
        3.2.5 NG/PEDOT薄膜的制备
        3.2.6 GO和NG的电化学表征
        3.2.7 NG/PEDOT薄膜的电化学特性
        3.2.8 以NG/PEDOT薄膜组装的柔性超级电容器
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的表征
        3.3.2 自支撑NG/PEDOT薄膜膜作为超级电容器的活性电极材料
        3.3.3 NG/PEDOT薄膜柔性超级电容器
    3.4 本章小结
第四章 氮掺杂石墨烯/PEDOT复合材料用于多巴胺的电化学检测
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 用NG/PEDOT复合材料检测多巴胺(DA)
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 NG/PEDOT/GCEs对多巴胺的电化学检测
        4.3.2 实验条件优化
        4.3.3 电流法检测多巴胺
        4.3.4 传感器的特异性、稳定性及重现性
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]掺氮石墨烯研究[J]. 陈旭,何大平,木士春.  化学进展. 2013(08)



本文编号：3724102