本文關(guān)鍵詞：聚苯胺—石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備及其性能的表征，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚苯胺具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、儲電性、電化學(xué)活性和杰出的光電學(xué)性能等,但難溶難熔的特性和儲能穩(wěn)定性差使得它的應(yīng)用受到限制。石墨烯模量高,強度大,導(dǎo)熱性好,載流子遷移率大比表面積大,使它在數(shù)碼產(chǎn)品、化學(xué)生物傳感器、電子儲能器件以及橡塑材料的補強導(dǎo)電等領(lǐng)域中顯示出了廣泛的應(yīng)用前景。本論文采用低溫化學(xué)原位聚合的方法,制備了聚苯胺-石墨(PANI-G)、聚苯胺-熱解還原石墨烯復(fù)合材料(PANI-TrG)和聚苯胺-氫碘酸還原石墨烯(PANI-RGO)復(fù)合薄膜,分別使用FTIR、XRD、拉曼光譜儀、XPS、SEM等對聚苯胺與三種碳材料的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和微觀形貌進行了檢測和分析。分別對聚苯胺-石墨復(fù)合材料、聚苯胺-熱解還原石墨烯復(fù)合材料和聚苯胺-氫碘酸還原石墨烯復(fù)合薄膜進行電化學(xué)性能測試,結(jié)果表明當(dāng)石墨質(zhì)量為苯胺單體質(zhì)量的3%時得到的PANI-G 3%復(fù)合材料的電容量最大,電流密度為1 A/g時,比電容量為681.25 F/g,高于純的聚苯胺。當(dāng)石墨烯(TrG)的質(zhì)量為苯胺單體(An)質(zhì)量的7%時,優(yōu)化原位聚合條件制備了PANI-TrG 7%*在掃描速率為5 mV/s時的比電容量為1099 F/g,界面電荷轉(zhuǎn)移電阻(Rct)大約為2Ω,這主要是因為PANI包裹于TrG復(fù)合形成的疏松結(jié)構(gòu),比電容量更高,穩(wěn)定性更好。對聚苯胺-氫碘酸還原石墨烯復(fù)合薄膜進行了電導(dǎo)率的測量,發(fā)現(xiàn)隨聚合時間的增加,復(fù)合薄膜的電導(dǎo)率增大,聚合4 h后復(fù)合薄膜的電導(dǎo)率可達(dá)61 S/cm;隨復(fù)合層數(shù)的增加,電導(dǎo)率下降。(PANI-RGO)4薄膜的比電容量最大,在掃描速率為5 mV/s時的比電容量為0.0458 F/cm2。本課題采用低溫原位聚合制備的PANI-G、PANI-Tr G和PANI-RGO薄膜,不僅解決了聚苯胺難溶難熔難以加工的問題,還有利于其比電容量的提高和其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升,在超級電容器電極材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：聚苯胺 石墨 石墨烯 原位聚合 電化學(xué) 超級電容器
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 符號說明10-11
• 第一章 緒論11-30
• 1.1 導(dǎo)電聚苯胺的概述11-19
• 1.1.1 導(dǎo)電聚苯胺的結(jié)構(gòu)與性能12-14
• 1.1.2 導(dǎo)電聚苯胺的合成14-16
• 1.1.2.1 聚苯胺的化學(xué)氧化聚合14-15
• 1.1.2.2 聚苯胺的電化學(xué)聚合15-16
• 1.1.2.3 聚苯胺的界面聚合16
• 1.1.2.4 聚苯胺的固相合成16
• 1.1.2.5 其它合成聚苯胺的方法16
• 1.1.3 導(dǎo)電聚苯胺的應(yīng)用16-19
• 1.1.3.1 聚苯胺用作傳感器材料16-17
• 1.1.3.2 聚苯胺用作電磁屏蔽材料17
• 1.1.3.3 聚苯胺用作電致發(fā)光和電致變色材料17-18
• 1.1.3.4 聚苯胺用作電容器材料18-19
• 1.1.3.5 聚苯胺用作抗靜電材料19
• 1.1.3.6 聚苯胺在其他方面的應(yīng)用19
• 1.2 石墨及石墨烯簡介19-22
• 1.2.1 天然石墨的簡介19-20
• 1.2.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性能20-22
• 1.2.2.1 石墨烯的制備21-22
• 1.2.2.2 石墨烯的應(yīng)用22
• 1.3 超級電容器概述22-29
• 1.3.1 超級電容器簡介23-24
• 1.3.2 超級電容器儲能機理及其電極材料研究進展24-28
• 1.3.2.1 超級電容器的儲能機理24-26
• 1.3.2.2 超級電容器電極材料的研究進展26-28
• 1.3.2.3 比電容量的計算28
• 1.3.3 超級電容器的應(yīng)用前景28-29
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容及意義29-30
• 第二章 聚苯胺-石墨導(dǎo)電復(fù)合材料的制備及其電性能的表征30-45
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實驗部分31-34
• 2.2.1 實驗試劑和儀器31-33
• 2.2.2 聚苯胺-石墨復(fù)合材料（PANI-G）的制備33
• 2.2.3 樣品表征33-34
• 2.3 結(jié)果與討論34-44
• 2.3.1 PANI、G和PANI-G的結(jié)構(gòu)表征34-37
• 2.3.1.1 PANI-G的制備過程原理34
• 2.3.1.2 PANI、G和PANI-G的紅外光譜分析34-35
• 2.3.1.3 PANI、G和PANI-G的XRD譜圖分析35-36
• 2.3.1.4 PANI-G的SEM分析36-37
• 2.3.2 PANI電化學(xué)性能表征37-40
• 2.3.3 G的含量對PANI-G聚合過程和性能的影響40-44
• 2.3.3.1 G的含量對PANI-G聚合過程的影響40-41
• 2.3.3.2 G的含量對PANI-G電化學(xué)性能的影響41-44
• 2.4 小結(jié)44-45
• 第三章 聚苯胺-熱解還原石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備及其電性能的表征45-63
• 3.1 引言45
• 3.2 實驗部分45-48
• 3.2.1 實驗試劑和儀器45-47
• 3.2.2 聚苯胺-熱解還原石墨烯復(fù)合材料（PANI-TrG）的制備47
• 3.2.3 樣品表征47-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-61
• 3.3.1 PANI、TrG和PANI-TrG的結(jié)構(gòu)表征48-52
• 3.3.1.1 PANI-TrG的制備過程原理48
• 3.3.1.2 PANI、TrG和PANI-TrG的紅外光譜分析48-49
• 3.3.1.3 PANI-TrG的XRD譜圖分析49-50
• 3.3.1.4 PANI-TrG的SEM分析50-52
• 3.3.2 PANI-TrG在水中的分散性52-53
• 3.3.3 PANI電化學(xué)性能表征53-55
• 3.3.4 TrG的含量對PANI-TrG聚合過程和性能的影響55-59
• 3.3.4.1 TrG的含量對PANI-TrG聚合反應(yīng)過程的影響55-57
• 3.3.4.2 TrG的含量對PANI-TrG電化學(xué)性能的影響57-59
• 3.3.5 PANI-TrG的儲電性能的優(yōu)化59-60
• 3.3.6 PANI-TrG與PANI-TrG電化學(xué)性能的比較60-61
• 3.4 小結(jié)61-63
• 第四章 聚苯胺-氫碘酸還原石墨烯薄膜的制備及其導(dǎo)電性能的研究63-79
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗部分63-67
• 4.2.1 實驗試劑和儀器63-65
• 4.2.2 聚苯胺-石墨烯（PANI-RGO）柔性導(dǎo)電復(fù)合薄膜的制備65-66
• 4.2.2.1 HI還原氧化石墨烯（RGO）薄膜的制備65
• 4.2.2.2 聚苯胺-石墨烯（PANI-RGO）柔性導(dǎo)電復(fù)合薄膜的制備65
• 4.2.2.3 多層聚苯胺-石墨烯（(PANI-RGO)n）柔性導(dǎo)電復(fù)合薄膜的制備65-66
• 4.2.3 樣品表征66-67
• 4.3 結(jié)果與討論67-77
• 4.3.1 GO薄膜及RGO薄膜的紅外光譜分析67-68
• 4.3.2 GO薄膜及RGO薄膜的XRD圖譜分析68-69
• 4.3.3 GO薄膜及RGO薄膜的XPS圖譜分析69-70
• 4.3.4 GO薄膜及RGO薄膜的拉曼光譜分析70-71
• 4.3.5 PANI以及PANI-RGO復(fù)合薄膜的紅外光譜分析71-72
• 4.3.6 RGO薄膜以及PANI-RGO復(fù)合薄膜的SEM分析72-74
• 4.3.7 RGO薄膜以及PANI-RGO復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性分析74-75
• 4.3.7.1 聚合時間對PANI-RGO復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性的影響74-75
• 4.3.7.2 多層(PANI-RGO)n復(fù)合薄膜的導(dǎo)電性研究75
• 4.3.8 RGO薄膜以及PANI-RGO復(fù)合薄膜的電化學(xué)性能分析75-77
• 4.4 小結(jié)77-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻81-91
• 致謝91-92
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄92-93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李德耿;吳森;夏洋;司士輝;;涂布法制備鋅//聚苯胺二次電池[J];徐州工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

  本文關(guān)鍵詞：聚苯胺—石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備及其性能的表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：403836