三維石墨烯/苯胺-吡咯共聚物復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-26 15:46
本文采用改進(jìn)Hummers法制備得到氧化石墨凝膠(GO),采用化學(xué)氧化聚合法通過改變氧單比制備得到顆粒狀苯胺-吡咯共聚物(PACP);將GO和PACP作為前驅(qū)體混合,結(jié)合溶液共混法和水熱還原法制備得到還原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物(3DAP);將PANI納米纖維作為有效晶種對(duì)Py單體進(jìn)行聚合,得到了核殼苯胺-吡咯共聚物(PANP),與氧化石墨烯超聲混合液(GOS)進(jìn)行一步水熱法制備得到核殼苯胺-吡咯共聚物/RGO復(fù)合材料(3GAP);用對(duì)苯二胺(PPD)作為氮源和還原劑與氧化石墨懸浮液進(jìn)行混合超聲,之后再與PACP混合,進(jìn)行一步水熱制備得到氮摻雜型石墨烯/苯胺-吡咯共聚物復(fù)合材料(3DPP)。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman及電化學(xué)工作站等表征手段對(duì)3DGS、PACP、PANP、3DAP、3GAP和3DPP復(fù)合材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)特征、譜學(xué)特征及超級(jí)電容性能進(jìn)行表征對(duì)比分析,并且進(jìn)一步揭示了3DAP、3GAP和3DPP復(fù)合材料的復(fù)合機(jī)理。研究結(jié)果表明:隨著氧單比的增加,PACP的形貌呈現(xiàn)逐漸規(guī)則的納米尺度顆粒形貌,顆粒尺寸大小呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢;其熱穩(wěn)定性...
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 超級(jí)電容器電極材料
1.2.2 苯胺-吡咯共聚物電極材料
1.2.3 石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極材料
1.3 存在的問題
1.4 研究內(nèi)容及研究成果
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 研究成果
1.5 技術(shù)路線
1.6 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.7 主要工作量
2 氧單比對(duì)苯胺-吡咯共聚物形貌、結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及超級(jí)電容性能的影響
2.1 實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
2.1.2 不同氧單比下苯胺-吡咯共聚物的制備
2.1.3 工作電極的制備
2.1.4 樣品表征
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 氧單比對(duì)PACP形貌的影響
2.2.2 氧單比對(duì)PACP結(jié)構(gòu)的影響
2.2.3 氧單比對(duì)PACP熱穩(wěn)定性的影響
2.2.4 氧單比對(duì)PACP超級(jí)電容性能的影響
2.3 本章小結(jié)
3 還原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備及其超級(jí)電容性能
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
3.1.2 氧化石墨凝膠的制備
3.1.3 顆粒狀苯胺-吡咯共聚物的制備
3.1.4 還原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備
3.1.5 工作電極的制備
3.1.6 樣品表征
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 形貌特征
3.2.2 結(jié)構(gòu)特征
3.2.3 官能團(tuán)特征
3.2.4 超級(jí)電容性能
3.3 本章小結(jié)
4 核殼苯胺-吡咯共聚物/RGO復(fù)合材料的制備及超級(jí)電容性能
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
4.1.2 核殼苯胺-吡咯共聚物的制備
4.1.3 核殼苯胺-吡咯共聚物/RGO復(fù)合材料的制備
4.1.4 工作電極的制備
4.1.5 樣品表征
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 形貌特征
4.2.2 結(jié)構(gòu)特征
4.2.3 超級(jí)電容性能
4.3 本章小結(jié)
5 氮摻雜型石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備及超級(jí)電容性能
5.1 實(shí)驗(yàn)
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
5.1.2 氮摻雜型石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合材料的制備
5.1.3 工作電極的制備
5.1.4 樣品表征
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 形貌特征
5.2.2 結(jié)構(gòu)特征
5.2.3 官能團(tuán)特征
5.2.4 超級(jí)電容性能
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]對(duì)苯二胺功能化還原氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)變化[J]. 趙小龍,孫紅娟,彭同江. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]氧化程度對(duì)氧化石墨結(jié)構(gòu)與陽離子交換容量的影響[J]. 馮明珠,彭同江,孫紅娟,王培草. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]合成吡咯-苯胺共聚物亞微米顆粒及增強(qiáng)的超電容性[J]. 后振中,楊慶浩,屠鐘藝. 功能材料. 2015(14)
[4]氫氧化鎳納米線/三維石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能[J]. 陳陽,張梓瀾,隋志軍,劉芝婷,周靜紅,周興貴. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]三維還原氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容性能[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]超級(jí)電容器電極材料研究最新進(jìn)展[J]. 趙雪,邱平達(dá),姜海靜,金振興,蔡克迪. 電子元件與材料. 2015(01)
[7]Functionalized graphene oxide based on p-phenylenediamine as spacers and nitrogen dopants for high performance supercapacitors[J]. Yanhong Lu,Yi Huang,Fan Zhang,Long Zhang,Xi Yang,Tengfei Zhang,Kai Leng,Mingjie Zhang,Yongsheng Chen. Chinese Science Bulletin. 2014(16)
[8]碳納米管和碳微米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 劉劍洪,吳雙泉,何傳新,卓海濤,朱才鎮(zhèn),李翠華,張黔玲. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2013(01)
[9]苯胺與吡咯共聚物空心球的自組裝制備及性能[J]. 呂秋豐,張佳音,何志偉. 高分子學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]石墨烯基超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 何鐵石,趙龍,劉志成,魏穎,金振興. 電子元件與材料. 2011(12)
碩士論文
[1]三維聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料和氮摻雜石墨烯的研究[D]. 譚兮亦.湖南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3161680
【文章來源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 超級(jí)電容器電極材料
1.2.2 苯胺-吡咯共聚物電極材料
1.2.3 石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合電極材料
1.3 存在的問題
1.4 研究內(nèi)容及研究成果
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 研究成果
1.5 技術(shù)路線
1.6 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1.7 主要工作量
2 氧單比對(duì)苯胺-吡咯共聚物形貌、結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及超級(jí)電容性能的影響
2.1 實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
2.1.2 不同氧單比下苯胺-吡咯共聚物的制備
2.1.3 工作電極的制備
2.1.4 樣品表征
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 氧單比對(duì)PACP形貌的影響
2.2.2 氧單比對(duì)PACP結(jié)構(gòu)的影響
2.2.3 氧單比對(duì)PACP熱穩(wěn)定性的影響
2.2.4 氧單比對(duì)PACP超級(jí)電容性能的影響
2.3 本章小結(jié)
3 還原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備及其超級(jí)電容性能
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
3.1.2 氧化石墨凝膠的制備
3.1.3 顆粒狀苯胺-吡咯共聚物的制備
3.1.4 還原氧化石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備
3.1.5 工作電極的制備
3.1.6 樣品表征
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 形貌特征
3.2.2 結(jié)構(gòu)特征
3.2.3 官能團(tuán)特征
3.2.4 超級(jí)電容性能
3.3 本章小結(jié)
4 核殼苯胺-吡咯共聚物/RGO復(fù)合材料的制備及超級(jí)電容性能
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
4.1.2 核殼苯胺-吡咯共聚物的制備
4.1.3 核殼苯胺-吡咯共聚物/RGO復(fù)合材料的制備
4.1.4 工作電極的制備
4.1.5 樣品表征
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 形貌特征
4.2.2 結(jié)構(gòu)特征
4.2.3 超級(jí)電容性能
4.3 本章小結(jié)
5 氮摻雜型石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合物的制備及超級(jí)電容性能
5.1 實(shí)驗(yàn)
5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及裝置
5.1.2 氮摻雜型石墨烯/苯胺-吡咯共聚復(fù)合材料的制備
5.1.3 工作電極的制備
5.1.4 樣品表征
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 形貌特征
5.2.2 結(jié)構(gòu)特征
5.2.3 官能團(tuán)特征
5.2.4 超級(jí)電容性能
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]對(duì)苯二胺功能化還原氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)變化[J]. 趙小龍,孫紅娟,彭同江. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]氧化程度對(duì)氧化石墨結(jié)構(gòu)與陽離子交換容量的影響[J]. 馮明珠,彭同江,孫紅娟,王培草. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]合成吡咯-苯胺共聚物亞微米顆粒及增強(qiáng)的超電容性[J]. 后振中,楊慶浩,屠鐘藝. 功能材料. 2015(14)
[4]氫氧化鎳納米線/三維石墨烯復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能[J]. 陳陽,張梓瀾,隋志軍,劉芝婷,周靜紅,周興貴. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]三維還原氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容性能[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]超級(jí)電容器電極材料研究最新進(jìn)展[J]. 趙雪,邱平達(dá),姜海靜,金振興,蔡克迪. 電子元件與材料. 2015(01)
[7]Functionalized graphene oxide based on p-phenylenediamine as spacers and nitrogen dopants for high performance supercapacitors[J]. Yanhong Lu,Yi Huang,Fan Zhang,Long Zhang,Xi Yang,Tengfei Zhang,Kai Leng,Mingjie Zhang,Yongsheng Chen. Chinese Science Bulletin. 2014(16)
[8]碳納米管和碳微米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 劉劍洪,吳雙泉,何傳新,卓海濤,朱才鎮(zhèn),李翠華,張黔玲. 深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2013(01)
[9]苯胺與吡咯共聚物空心球的自組裝制備及性能[J]. 呂秋豐,張佳音,何志偉. 高分子學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]石墨烯基超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 何鐵石,趙龍,劉志成,魏穎,金振興. 電子元件與材料. 2011(12)
碩士論文
[1]三維聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料和氮摻雜石墨烯的研究[D]. 譚兮亦.湖南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3161680
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