超級(jí)電容器與其它二次電池相比具有高的功率密度、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性、快的充放電速率以及操作安全等優(yōu)良特性,近些年來(lái)吸引了國(guó)內(nèi)外研究者越來(lái)越多的興趣。在眾多的贗電容電極材料中,聚苯胺（PANI）由于其快速的氧化還原速率、較高的理論贗電容、較低的成本以及簡(jiǎn)易的合成工藝等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是極具潛力的電極材料,吸引了研究者們的廣泛關(guān)注。但是,PANI不可避免的具有循環(huán)穩(wěn)定性差的缺陷,為了解決這一問(wèn)題,研究者致力于制備PANI與碳材料或者金屬氧化物的復(fù)合物。RGO/PANI復(fù)合材料由于具有充-放電速率快、比表面積大、電化學(xué)窗口寬、化學(xué)穩(wěn)定性好、比電容高以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在眾多的納米復(fù)合材料中脫穎而出�？招慕Y(jié)構(gòu)的PANI,與其它形貌的PANI相比,由于能夠提供更高的比表面積以及為離子和電荷提供更短的傳輸路徑,因此在超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用上更具優(yōu)勢(shì)。然而,到目前為止,關(guān)于空心結(jié)構(gòu)的PANI與RGO復(fù)合材料的研究報(bào)道仍然非常有限。因此,本文設(shè)計(jì)并制備了一種新穎的三明治納米結(jié)構(gòu)的RGO/PANI-HS復(fù)合材料。本文采用St?ber溶膠-凝膠法制備了直徑為430 nm的SiO2微球,通過(guò)APTES作為偶聯(lián)劑對(duì)... 

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【部分圖文】：

石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 氧化還原法制備石墨烯示意圖[33]。ematic illustration of the preparation of graphene by reduction of grap沉積法相沉積法是指以含碳化合物為前驅(qū)體（例如甲烷、乙烷等相當(dāng)高的溫度條件下發(fā)生高溫化學(xué)分解反應(yīng)，從而生成熱反應(yīng)條件，使熱解碳原子在金屬基體表面經(jīng)過(guò)成核、重排學(xué)氣相沉積法制備石墨烯，根據(jù)石墨烯生長(zhǎng)機(jī)理的不同，第一類(lèi)是表面生長(zhǎng)機(jī)制，這類(lèi)通常使用銅等具有較低溶碳長(zhǎng)基體；第二類(lèi)是滲碳析碳機(jī)制，與第一類(lèi)相反這類(lèi)通常量的金屬作為石墨烯生長(zhǎng)基體。化學(xué)氣相沉積法制備出來(lái)電導(dǎo)率、高的電子遷移率以及良好的透明性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)大面積和高質(zhì)量的石墨烯。因此，化學(xué)氣后的商業(yè)化應(yīng)用中提供了一條有效地途徑。生長(zhǎng)法

構(gòu)還不是完全正確的。1987 年，我國(guó)科學(xué)家王佛松等人通過(guò)紅外光譜和拉曼光譜等表征手段，確認(rèn)了聚苯胺結(jié)構(gòu)中醌環(huán)的存在，并證明了苯環(huán)、醌環(huán)的比例為 3：1[51]。幾乎在同一時(shí)間，MacDiarmid 也修正了自己前期的觀點(diǎn)，進(jìn)一步提出了聚苯胺結(jié)構(gòu)由苯式-醌式兩種結(jié)構(gòu)單元共同構(gòu)成，并且這兩種結(jié)構(gòu)單元能夠通過(guò)氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化[52]，這一觀點(diǎn)后來(lái)被人們廣泛接受。聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)模型如圖 1.3 所示，其由還原單元（a）和氧化單元（b）兩種結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成，其中 y 值的大�。�0≤y≤1）代表聚苯胺的氧化還原程度，因此 y 值的大小直接影響著聚苯胺的特性，例如顏色、結(jié)構(gòu)、電導(dǎo)率等。y 的取值主要有 1、0 以及 0.5 三種形式：y=1 對(duì)應(yīng)聚苯胺的完全還原態(tài)的全苯式結(jié)構(gòu)（Leucoemeraldine，LE）；y=0 對(duì)應(yīng)著聚苯胺的完全氧化態(tài)的“苯-醌”交替結(jié)構(gòu)（Pemigraniline，PE）；y=0.5 對(duì)應(yīng)著聚苯胺的苯醌比為 3：l 的半氧化半還原結(jié)構(gòu)（Emeraldine base，EB）。其中完全還原態(tài)和完全氧化態(tài)下的 PANI，無(wú)論其摻雜與否均為絕緣體；而在 0<y<1 的任何一種狀態(tài)下，PANI 都能通過(guò)質(zhì)子酸摻雜，從而由絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體，并且僅當(dāng) y=0.5 時(shí)摻雜態(tài)的 PANI 導(dǎo)電性最好。

【參考文獻(xiàn)】：
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