聚苯胺(PANI)作為贗電容超級電容器的電極材料具有理論比容量高、化學穩(wěn)定性好、制備方法簡單等優(yōu)點,但是由于其在發(fā)生氧化還原反應時進行的是質子的摻雜/脫摻雜反應,在這個過程中PANI分子鏈會發(fā)生不可逆的結構變化,導致?lián)诫s/脫摻雜反應不能順利進行,進而使其倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能變差。通過將PANI和其他材料進行復合,可以有效地彌補PANI倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能差的問題。多孔碳材料和石墨烯等碳基納米材料由于具有理論比表面積大、導電性好、物理化學性質穩(wěn)定等優(yōu)點被廣泛的用作超級電容器的電極材料。針對PANI電極材料倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能差的問題,本文提出以纖維素基多孔碳(C-ACs)和石墨烯/羧基化納米金剛石(rGO/cND)為載體,原位聚合生長PANI,分別制備了聚苯胺/纖維素基多孔碳(PANI/C-ACs)和石墨烯/羧基化納米金剛石@聚苯胺(rGO/cND@PANI)復合材料。一方面利用PANI比容量高的優(yōu)點,另一方面利用C-ACs和rGO/cND結構穩(wěn)定、比表面積大的優(yōu)勢,既達到了解決PANI倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能差的問題,又實現(xiàn)了復合材料的高比容量特性。(一)對纖維素濾紙表面活化和低溫...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 超級電容器的簡介
        1.1.1 超級電容器的工作原理
        1.1.2 超級電容器的電極材料
        1.1.3 超級電容器的電解液
        1.1.4 超級電容器電極材料的研究進展
    1.2 聚苯胺簡介
        1.2.1 聚苯胺的結構
        1.2.2 聚苯胺的制備方法
        1.2.3 聚苯胺電極材料的研究進展
    1.3 本研究的目的、意義及方案
第二章 實驗方法及原理
    2.1 實驗設備和原料
        2.1.1 實驗設備
        2.1.2 實驗原料
    2.2 材料的形貌結構表征方法
    2.3 超級電容器的制備
        2.3.1 電極材料制備
        2.3.2 超級電容器的組裝
    2.4 超級電容器的主要電化學性能及測試方法
        2.4.1 超級電容器的主要電化學性能參數(shù)
        2.4.2 超級電容器的電化學測試方法
第三章 纖維素基多孔碳增強聚苯胺的倍率和循環(huán)穩(wěn)定性能的研究
    3.1 PANI及PANI/C-ACs的制備
    3.2 C-ACs對PANI本征性能的影響
        3.2.1 C-ACs對PANI形貌的影響
        3.2.2 C-ACs對PANI結晶性的影響
        3.2.3 C-ACs對PANI比表面積和孔徑的影響
    3.3 C-ACs對 PANI電化學性能的影響
        3.3.1 C-ACs對PANI在高掃速下的贗電容特性的影響
        3.3.2 C-ACs對PANI比容量的影響
        3.3.3 C-ACs對PANI交流阻抗的影響
        3.3.4 C-ACs對PANI倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性的影響
    3.4 本章小節(jié)
第四章 石墨烯/羧基化納米金剛石增強聚苯胺的倍率和循環(huán)穩(wěn)定性能的研究
    4.1 rGO/cND@PANI復合材料的制備
    4.2 rGO/cND對PANI本征性能的影響
        4.2.1 rGO/cND對PANI形貌的影響
        4.2.2 rGO/cND對PANI結晶性的影響
        4.2.3 rGO/cND對PANI比表面積與孔徑分布的影響
    4.3 rGO/cND對 PANI電化學性能的影響
        4.3.1 rGO/cND對PANI在高掃速下的贗電容特性的影響
        4.3.2 rGO/cND對PANI比容量、倍率性能與循環(huán)穩(wěn)定性的影響
    4.4 本章小節(jié)
第五章 羧基化納米金剛石增強聚乙烯醇的熱學和機械性能的研究
    5.1 PVA/cMND復合材料的制備及表征方法
        5.1.1 PVA/cMND的制備
        5.1.2 材料表征方法
    5.2 羧基化對MND本征性能的影響
        5.2.1 羧基化對MND表面官能團的影響
        5.2.2 羧基化對MND在PVA基體中分散性的影響
    5.3 cMND對PVA結晶性的影響
    5.4 cMND對PVA熱學性能的影響
        5.4.1 cMND對PVA熱穩(wěn)定性能的影響
        5.4.2 cMND對PVA導熱性能的影響
    5.5 cMND對PVA機械性能的影響
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
參考文獻
碩士期間的研究成果及所獲獎勵
致謝



本文編號：3962472