【摘要】：導電聚合物作為一類重要的超級電容器材料,具有原料易得,性能優(yōu)異等特點,是這個領域的熱點材料。其中聚苯胺(Polyaniline,PANI)以其合成簡單、高導電和高比容等優(yōu)點成為最受關注的導電聚合物之一。但是,由于結構失穩(wěn)導致其循環(huán)穩(wěn)定性較差,嚴重限制了其發(fā)展。因此,提高PANI長期循環(huán)過程中的穩(wěn)定性是當前研究的主要挑戰(zhàn)。作為一種智能材料,基于可逆氫鍵作用的自修復聚合物(Self-healing polymer,SHP)能夠修復結構性損傷,減少由于PANI體積變化和結構損傷引起的電子接觸損失。因此本文采用自修復的方法并結合結構調控的策略來提高PANI的循環(huán)壽命,取得的主要成果如下:1.通過將PANI與氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)復合來增強復合材料的結構穩(wěn)定性,并添加SHP來重建PANI納米結構與電極之間的接觸,提高PANI全固態(tài)超級電容器的循環(huán)穩(wěn)定性。2.以二聚苯胺(Aniline dimer,AD)為前驅體合成了苯胺四聚物(Aniline Tetramer,AT)與GO的復合材料(AT-GO)。由于SHP的自修復作用,基于AT-GO的器件表現(xiàn)出非常好的循環(huán)穩(wěn)定性,9000次循環(huán)后電容保持率高達97.5%,在0.5 A g~(-1)時獲得高達143.2 F g~(-1)的器件比電容,表現(xiàn)了良好的電化學性能。3.以PANI和碳納米管(carbon nanotube,CNT)制備合成了PANI-CNT復合材料,該電極材料在三電極測試系統(tǒng)中,展現(xiàn)出了較為優(yōu)異的超電容性能。以PANI-CNT為活性物質并組裝成柔性器件,表現(xiàn)了良好的柔性與電容性能。本文提出的使用SHP和縮短聚合物鏈長來提高電化學穩(wěn)定性的新策略,以及柔性超級電容器相關的研究,為提高PANI穩(wěn)定性提供了新的參考方法,并對其實際應用有重要意義。
【圖文】：

錳復合石墨烯80%.4.1 原位化學聚合法原位化學聚合法是制備聚苯胺/氧化石墨烯復合材料最常用的方法之一，如本實驗中，以過硫酸銨（APS）作為氧化劑，加入到氧化石墨烯和苯胺的復合液中，氧化石墨烯通過與聚苯胺之間的共價鍵或者非共價鍵相結合，引發(fā)原位合，得到聚苯胺/氧化石墨烯復合材料。此方法在文獻中報道較多，實驗工藝為成熟，具有工藝簡單，產物穩(wěn)定易處理的優(yōu)點，但是與此同時，此方法反應間要求較長，尤其是當聚苯胺和氧化石墨烯是通過共價鍵作用相結合時，制備程更加嚴格，且對反應條件的要求也更高，這也限制了原位聚合法在某些特殊件下的應用。圖 1.1 為 Gao 等人通過簡單的原位化學聚合法[54]，控制反應條件聚苯胺納米線陣列生長在石墨烯薄膜表面，并以此復合材料為基礎制得了具有比容量的超級電容器。

合肥工業(yè)大學專業(yè)碩士研究生學位論文膜的過程[55]，在苯胺的 H2SO4溶液中直接以石作為對電極，在恒定電壓的條件下，直接在工作/石墨紙的復合薄膜材料。這種方法得到的材料電極材料，而不需要在其中添加粘結劑或導電劑度上減小了內部電阻，，提高了電導率，因此該方
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM53

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本文編號：2648940