發(fā)布時間：2022-10-15 13:19

　　超級電容器是一種具有高性能的綠色環(huán)保的能量儲存裝置。對超級電容器的研究主要集中在尋找具有更高電化學(xué)性能,更易制備生產(chǎn)的新型電極材料。石墨烯作為電極材料時,因其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的電學(xué)性質(zhì)受到了廣泛的關(guān)注和研究。然而,由于結(jié)構(gòu)完整的石墨烯片之間的強(qiáng)烈作用力使得單純的石墨烯作為電極材料時受到極大的限制。將石墨烯與導(dǎo)電聚合物復(fù)合或是對石墨烯摻雜改性均能提高石墨烯材料的電化學(xué)性能,是一種解決上述問題的有效途徑。基于以上討論,本文用兩種方式形成了石墨烯/聚苯胺復(fù)合物和兩種途徑制備出了高電化學(xué)性能的氮摻雜石墨烯。（1）將石墨烯與對苯二胺通過水熱反應(yīng)形成的水凝膠（NGH-10）,然后利用重氮化反應(yīng)將NGH-10進(jìn)行功能化改性,最后經(jīng)過原位聚合形成了聚苯胺共軛接枝石墨烯水凝膠（NGH-PANI-0.01M）。通過Raman,XPS,XRD等測試手段說明了NGH-10具有明顯的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,且其體積不隨水熱時間改變而改變;NGH-PANI-0.01M中聚苯胺以共價鍵的形式接枝到石墨烯上,通過SEM觀察發(fā)現(xiàn),聚苯胺以膜的形式附著于石墨烯片層上。通過電化學(xué)測試,NGH-10具有較高的電化學(xué)性能和穩(wěn)定... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒言
    1.1 超級電容器
        1.1.1 超級電容器的儲電機(jī)理
        1.1.2 超級電容器的電極材料
    1.2 石墨烯
        1.2.1 石墨烯功能化
    1.3 聚苯胺
        1.3.1 聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)
        1.3.2 聚苯胺的導(dǎo)電機(jī)理
        1.3.3 聚苯胺的摻雜機(jī)制
    1.4 石墨烯/聚苯胺復(fù)合物
        1.4.1 石墨烯/聚苯胺的制備方法
    1.5 選題背景和主要研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗儀器
    2.2 實驗試劑及規(guī)格
    2.3 分析方法
        2.3.1 表征方法
        2.3.2 電化學(xué)性能分析
第三章 對苯二胺/石墨烯水凝膠和聚苯胺共軛接枝石墨烯水凝膠的制備和電化學(xué)性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗步驟
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 石墨烯對苯二胺水凝膠(NGH)的制備
        3.2.3 對苯二胺接枝石墨烯(NGH-PPD)的制備
        3.2.4 石墨烯/聚苯胺水凝膠(NGH-PANI)的制備
        3.2.5 NGH-10和NGH-PANI-0.01M電極的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與表征分析
        3.3.2 電化學(xué)性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石墨烯/木質(zhì)素磺酸鈉/聚苯胺復(fù)合物的制備和電化學(xué)性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗步驟
        4.2.1 氧化石墨烯的制備
        4.2.2 石墨烯木質(zhì)素磺酸鈉水凝膠的制備
        4.2.3 石墨烯/聚苯胺水凝膠復(fù)合物的制備
        4.2.4 樣品電極的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)與表征分析
        4.3.2 電化學(xué)性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 低溫碳化和氮摻雜制備高體積電容的超級電極材料
    5.1 前言
    5.2 實驗步驟
        5.2.1 氧化石墨烯的制備
        5.2.2 氮摻雜石墨烯材料的制備
        5.2.3 樣品電極的制備
        5.2.4 GOPD_(300)Ni_(1.7) 密度的測量
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 結(jié)構(gòu)與表征分析
        5.3.2 電化學(xué)性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 三維網(wǎng)狀氮摻雜石墨烯的制備和電化學(xué)性能研究
    6.1 前言
    6.2 實驗步驟
        6.2.1 氧化石墨烯的制備
        6.2.2 氮摻雜石墨烯材料的制備
        6.2.3 樣品電極的制備
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 結(jié)構(gòu)與表征分析
        6.3.2 電化學(xué)性能分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]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)
[2]Hemoglobin-biocatalyzed Synthesis of Conducting Molecular Complex of Polyaniline and Lignosulfonate[J]. 胡興,鄒國林.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2008(06)



本文編號：3691380