片状聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能

发布时间：2025-01-04 05:03

　　 通过原位聚合在低温条件下(-10℃)制备具有片状微结构的聚吡咯(PPy)/氧化石墨烯(GO)复合材料,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行结构表征的基础上,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GC)、电化学阻抗技术(EIS)测试复合材料的电化学性能。FT-IR结果表明复合材料中GO与PPy存在相互作用;SEM结果表明复合材料显示为亚微米片状结构形貌;CV、GC、EIS电化学分析表明,与纯聚吡咯及氧化石墨烯相比,复合材料显示出优越的电容特性。当电流密度保持在1 A/g时,复合材料的比电容可达319 F/g,比GO(9 F/g)和PPy(167 F/g)的比电容都要高,该复合材料可用作潜在的超级电容器电极材料。

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【部分图文】：

图1GO、PPy和PGC的红外光谱图

3cm－1)的原因可能是PPy样品中掺杂剂(1，5-NDA)的离子交换导致的双极化子/极化子的比例变化所至。所制备的PGC样品包含了PPy的FT-IＲ特征峰和部分GO的特征峰。位于1465cm－1处的峰发生了分裂，这可能是PPy环与GO骨架间的π-π相互作用所致。位于1177cm....

图2GO，PPy和PGC的SEM照片

摹狢?O与PPy的N原子间形成氢键的缘故。对应于PPy的双极化子状态的吸收峰进一步位移至较低的波数(890cm－1)的原因可能是由于因GO掺杂引起的π电子离域的变化［17］。图1GO、PPy和PGC的红外光谱图Fig1FT-IＲspectraofGO，PPyandPGC图2(a)....

图 3 片状结构 PPy 形成示意图

片状结构PPy的形成示意图如图3所示，吡咯单体及氧化剂过硫酸铵加入稀的氧化石墨烯溶液后，吡咯阳离子优先聚集在氧化石墨烯表面的—OH，环氧基，—COOH等电负性官能团附近，在低温条件下，吡咯聚合的速度较慢，相邻的吡咯正离子优先聚合成为片状结构的PPy。因此，复合材料相比于纯GO及P....

图4(a)GO，PPy和PGC的CV曲线;(b)PGC在扫描速度为10，20，50和100mV/s的CV曲线

的比电容只有9F/g，纯PPy的比电容可达167F/g，而PGC的比电容可达319F/g，较GO和PPy均有较大程度的提高，甚至比两者总和还要高，这表明复合电极比容量的提高不是简单的加和效应，而是协同效应所致。复合材料这种仿GO的亚微米层状结构有利于增加其电解液的接触机会，增大P....

本文编号：4022944