發(fā)布時(shí)間：2021-05-21 05:13

　　纖維狀超級(jí)電容器在新興的智能可穿戴技術(shù)領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用前景。石墨烯纖維,因其具有比表面積大、導(dǎo)電性能好、質(zhì)量輕等一系列性質(zhì),是制備超級(jí)電容器的理想材料之一。然而,纖維狀石墨烯電容器的傳統(tǒng)分步法制備過(guò)程復(fù)雜,并且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維結(jié)構(gòu)的直接有效調(diào)控。在此,提出一種簡(jiǎn)單的直接濕法紡絲技術(shù)。通過(guò)對(duì)紡絲針頭結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、紡絲液的濃度與注射速度的調(diào)控和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了并股、雙股螺旋、三層核鞘結(jié)構(gòu)石墨烯纖維的直接可控制備,并將其應(yīng)用于纖維狀石墨烯超級(jí)電容器。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）采用自制的并股紡絲頭和三層同軸紡絲頭,通過(guò)對(duì)凝膠電解質(zhì)、紡絲液的注射速度、紡絲液的濃度和還原劑等紡絲參數(shù)進(jìn)行調(diào)控,成功制備了并股、雙股螺旋、三層核鞘結(jié)構(gòu)的石墨烯纖維。（2）以氧化石墨烯（GO）與抗壞血酸（VC）的混合溶液和羧甲基纖維素鈉（CMC）凝膠溶液為紡絲原液直接濕紡,成功制備了并股和雙股螺旋結(jié)構(gòu)纖維狀石墨烯超級(jí)電容器,二者均展示了很好的柔性和循環(huán)穩(wěn)定性。并股和螺旋結(jié)構(gòu)電容器的比電容分別為131和147 mF cm^-2;當(dāng)摻雜聚苯胺后,比電容分別能提高到149和162 mF cm^-2<... 

【文章來(lái)源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 石墨烯簡(jiǎn)介
    1.2 石墨烯纖維制備技術(shù)
        1.2.1 濕法紡絲
        1.2.2 模板溶劑熱法
        1.2.3 其他方法
    1.3 纖維狀超級(jí)電容器
    1.4 石墨烯纖維超級(jí)電容器
        1.4.1 石墨烯纖維雙電層電容器
        1.4.2 石墨烯纖維贗電容電容器
    1.5 課題的提出和研究意義
2 雙股及多層核鞘結(jié)構(gòu)石墨烯纖維的可控制備研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.2 表征和性能測(cè)試方法
        2.2.1 表征方法
        2.2.2 性能測(cè)試方法
    2.3 氧化石墨烯的制備和表征
        2.3.1 氧化石墨烯的制備
        2.3.2 氧化石墨烯的表征
    2.4 雙股石墨烯纖維的直接可控制備
        2.4.1 并股石墨烯纖維的直接可控制備
        2.4.2 雙股螺旋結(jié)構(gòu)石墨烯纖維的直接可控制備
    2.5 三層核鞘結(jié)構(gòu)石墨烯纖維的直接可控制備
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)控
    2.6 本章小結(jié)
3 雙股石墨烯纖維超級(jí)電容器的直接紡絲制備與性能研究
    3.1 并股石墨烯纖維電容器的制備與性能研究
        3.1.1 電容器的制備
        3.1.2 電容器的表征
        3.1.3 電容器的電化學(xué)性能
        3.1.4 摻雜聚苯胺電容器電化學(xué)性能
    3.2 雙股螺旋結(jié)構(gòu)石墨烯纖維電容器的制備與性能研究
        3.2.1 電容器的制備
        3.2.2 電容器的表征
        3.2.3 電容器性能分析
        3.2.4 摻雜聚苯胺電容器電化學(xué)性能
    3.3 本章小結(jié)
4 三層核鞘結(jié)構(gòu)石墨烯纖維超級(jí)電容器的直接紡絲制備與性能研究
    4.1 電容器的直接可控制備
        4.1.1 介電層厚度調(diào)控
        4.1.2 CMC濃度對(duì)電容器性能的影響
        4.1.3 電容器的連續(xù)制備
    4.2 電容器的結(jié)構(gòu)分析
        4.2.1 電容器微觀表征
        4.2.2 EDS能譜
        4.2.3 拉曼光譜
    4.3 電容器的性能分析
        4.3.1 力學(xué)性能
        4.3.2 電化學(xué)性能
    4.4 摻雜聚苯胺電容器的制備與性能研究
        4.4.1 電容器的可控構(gòu)建
        4.4.2 電容器的成分表征
        4.4.3 電容器的電化學(xué)性能
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯:一個(gè)持續(xù)十年的傳奇故事[J]. 劉忠范.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[2]氧化石墨插層納米復(fù)合材料的制備研究進(jìn)展[J]. 周文明,賀蘊(yùn)秋.  材料導(dǎo)報(bào). 2007(S3)



本文編號(hào)：3199116