超級電容器作為一種新型的儲能裝置,因其具有高能量密度,快速充放電以及超長使用壽命等特性,已經(jīng)引起國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。其中,電極材料是決定超級電容器性能的關(guān)鍵所在,因此對電極材料的研究始終是該領(lǐng)域的重點(diǎn)。聚苯胺及其復(fù)合凝膠由于它們獨(dú)特的導(dǎo)電三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、高比表面積、快速的電子／離子運(yùn)輸速率而成為研究的熱點(diǎn)。高氮摻雜量以及適宜密度的炭基電極材料由于其具有較高的贗電容以及優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性而成為超級電容器的理想電極材料之一。本文合成了四種不同形貌的聚苯胺及其復(fù)合凝膠以及密度可控和高氮摻雜量的三種多孔炭／石墨烯,并對其性能進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容概述如下：(1)通過氧化聚合苯胺(Aniline)和水熱反應(yīng)過程制備了樹枝狀聚苯胺水凝膠(PDH)；并在PDH的合成過程中引入對苯二胺(PPD)制備了長納米纖維狀聚苯胺水凝膠(PFH)；同時(shí)在PDH和PFH的合成過程中引入氧化石墨烯(GO)分別制備了樹枝狀聚苯胺納米纖維／石墨烯水凝膠(PGH)和長納米纖維狀聚苯胺／氮摻雜石墨烯水凝膠(PNGH)。PPD的引入不但可以控制聚苯胺的形貌從樹枝狀變成長納米纖維狀,而且有利于GO轉(zhuǎn)化為氮摻雜石墨烯。直接切片的凝膠電極...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１超級電容器的結(jié)構(gòu)圖??

超級電容器的電極材料主要可［＾＾１分為碳材料、導(dǎo)電聚合物材料、過渡金屬氧??化物材料和復(fù)合電極材料四大類，其中碳材料、導(dǎo)電聚合物材料和過渡金屬氧化物材料??屬于單一電極材料。目前，各種材料的比電容性能如圖１．２所示。??１４００??，２〇〇??��？，０００?？【用》〇八〇？??遷....

圖１．２各種電極材料比電容性能ＰＩ??

＾?ｉｆ?５??《?％％??違?？畫；??提ｈ??圖１．１超級電容器的結(jié)構(gòu)圖??１丄２超級電容器的分類??超級電容器按照不同的分類方法可Ｗ分為不同的類型，例如（１）按所采用的電極??材料的不同可Ｗ分為碳電極電容器、貴金屬氧化物電極電容器和導(dǎo)電聚合物電容器??（２）按所采用電介質(zhì)的....

圖１．４?（Ａ）聚苯胺凝膠的合成示意圖：（ａ，?ｄ）聚苯胺原始混合液；（ｂ，ｅ）聚苯胺凝膠；（ｅ，??ｆ）聚苯胺氣凝膠（Ｂ）相應(yīng)的化學(xué)聚合方程式ｉｗｉ??目前，聚苯胺凝膠主要可由添加非共價(jià)交聯(lián)劑和原位聚合而成

聚苯胺凝膠主要可由添加非共價(jià)交聯(lián)劑和原位聚合而成。例如，Ｐａｎ等人ｔｗｉ??采用植酸作為非共價(jià)交聯(lián)劑制備了具有高電導(dǎo)率和優(yōu)異電化學(xué)性能的聚苯胺凝膠。Ｇｕｏ??等人ｆｓＷＷ苯胺鹽酸鹽作為前軀體通過自交聯(lián)的方法成功制備了聚苯胺凝膠（圖１．４），??該凝膠體現(xiàn)了較高的質(zhì)量比電容０５０?....

圖１．５ＰＡＮＩ－ＳＡ凝膠的形成過程圖Ｉ５２１??１．３石墨稀??

圖１．５ＰＡＮＩ－ＳＡ凝膠的形成過程圖Ｉ５２１??１．３石墨稀??石墨帰是由碳六元環(huán)組成的兩維周期蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，如圖１．６所示：它可Ｗ翅曲??成零維的富勒帰，卷成一維的碳納米管或者堆操成Ｈ維的石墨，因此石墨巧是構(gòu)成其他??石墨材料的基本單元。??ｒ?＂ｆ?句?＇？＊９?？林一？....

本文編號：4034733