超級(jí)電容器是循環(huán)壽命長(zhǎng),低成本和環(huán)保的新型能源儲(chǔ)存系統(tǒng),進(jìn)一步開發(fā)高效的超級(jí)電容器已經(jīng)成為一個(gè)新興的研究課題,超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能器件的實(shí)際應(yīng)用更是受到了廣泛的研究。超級(jí)電容器的性能取決于它的電極材料,提升儲(chǔ)能空間的核心就是探索新型電極材料。獲得兼具高電容量和優(yōu)異穩(wěn)定性的電極材料是目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的碳材料,具有極高的比表面積和高導(dǎo)電率等一系列優(yōu)異的性能,是當(dāng)下最有希望成為制作超級(jí)電容器電極的理想材料。但是,受困于強(qiáng)的層間范德華力引起的粘附,石墨烯片層的性能被嚴(yán)重抑制。本論文的研究重點(diǎn)就是利用功能化手段改善化學(xué)衍生的石墨烯片層間的堆積問(wèn)題,得到性能良好且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的石墨烯基電極材料。本文首先通過(guò)Hummers法制得大面積高品質(zhì)的氧化石墨烯,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)控試驗(yàn)條件和方法,獲得不同的功能化石墨烯基材料。利用原位聚合法,通過(guò)改變?nèi)軇┑乃急壤?考察乙醇在氧化石墨烯與吡咯單體共混時(shí)的作用,探究其對(duì)石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料的形貌和結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)聚吡咯十分均勻的結(jié)合在石墨烯片層上。分析證明在少量乙醇作用時(shí),它能夠使吡咯單體與GO完成結(jié)合過(guò)程,而且促進(jìn)聚吡咯分布的均勻... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯是其他維度碳材料的基礎(chǔ)二維材料[9]

圖 1-2 超級(jí)電容器的三種類型：（a）雙電層電容器；（b）贗電容電容器；（c）混合電容器[37]Fig. 1-2. Schematic representation of supercapacitor types: (a) EDLC type; (b) pseudocapacitortype; (c) hybrid capacitor type[37]（1）雙電層電容器雙電層電容器（EDLC）依賴于具有大比表面積的電極材料，在電極-電解質(zhì)界面處形成非法拉第靜電作用雙電層被稱為雙電層電容器。在兩個(gè)電極上施加電場(chǎng)后，電極上的正、負(fù)電場(chǎng)分別吸引電解液中帶相反電荷的離子形成電荷層，從而建立雙電層，實(shí)現(xiàn)電荷的存儲(chǔ)[38]。EDLC 通過(guò)在電極表面上的可逆離子吸附將電能存儲(chǔ)在電解質(zhì)/電極界面處，而且通過(guò)電子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體之間的電解質(zhì)貢獻(xiàn)雙電層離子導(dǎo)體。在負(fù)極處，在外部電荷充電期間接收到的負(fù)電荷與電解質(zhì)陽(yáng)離子的正電荷平衡，電荷陽(yáng)離子會(huì)積聚在電極材料的表面上和孔隙內(nèi)，反之亦然。這種儲(chǔ)能機(jī)制允許大電流快速得充放電，但其容量受限于電極材料的有效比表面積，因此通常能量密度不高。雙電層電容器具有充放電速度快，功率密度高，循

干燥完成后即得到水醇比為 9:1 的氧化石墨烯/聚吡咯（GO/PPy）復(fù)合物。3.3.2 還原氧化石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料的制備取 0.3 g 上述 PPy/GO 復(fù)合物分散于 150 mL 去離子水中，加人 0.5 g 十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)后超聲 2 h。在過(guò)程中配制 30 mL NaBH4溶液(含 0.5 gNaBH4)，超聲完成后將 NaBH4溶液逐滴緩慢加入到溶液中，在持續(xù)磁力攪拌的條件下反應(yīng) 12 h。將獲得的懸浮液過(guò)濾，洗滌，隨后將反應(yīng)產(chǎn)物用抽濾器抽濾，再用水和乙醇洗滌多次后，后置于 60 ℃干燥箱中干燥 24 h，即得到溶劑水醇比為9:1 的還原氧化石墨烯/聚吡咯（rGO/PPy）復(fù)合物。采取上述氧化石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料的制備步驟依次制備水醇比為 10:0、8:2 和 7:3 的 GO/PPy 復(fù)合物并用 NaBH4做還原劑進(jìn)行還原即得不同水醇比的rGO/PPy 復(fù)合材料作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。3.4 結(jié)果與討論3.4.1 氧化石墨烯的表征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]乙醇和水的體積比對(duì)PPy的微觀形貌及導(dǎo)電性的影響研究[J]. 崔靜,翟晶,胡書春,李燕斌,肖達(dá),蔣彥嫚,張弦笛,韓洪川.  化工新型材料. 2015(09)
[2]The Effect of Thermal Exfoliation Temperature on the Structure and Supercapacitive Performance of Graphene Nanosheets[J]. Haiyang Xian,Tongjiang Peng,Hongjuan Sun,Jiande Wang.  Nano-Micro Letters. 2015(01)



本文編號(hào)：3297867