超級電容器是循環(huán)壽命長,低成本和環(huán)保的新型能源儲存系統(tǒng),進一步開發(fā)高效的超級電容器已經(jīng)成為一個新興的研究課題,超級電容器作為儲能器件的實際應用更是受到了廣泛的研究。超級電容器的性能取決于它的電極材料,提升儲能空間的核心就是探索新型電極材料。獲得兼具高電容量和優(yōu)異穩(wěn)定性的電極材料是目前研究的重點和難點。石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的碳材料,具有極高的比表面積和高導電率等一系列優(yōu)異的性能,是當下最有希望成為制作超級電容器電極的理想材料。但是,受困于強的層間范德華力引起的粘附,石墨烯片層的性能被嚴重抑制。本論文的研究重點就是利用功能化手段改善化學衍生的石墨烯片層間的堆積問題,得到性能良好且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的石墨烯基電極材料。本文首先通過Hummers法制得大面積高品質(zhì)的氧化石墨烯,在此基礎(chǔ)上,通過調(diào)控試驗條件和方法,獲得不同的功能化石墨烯基材料。利用原位聚合法,通過改變?nèi)軇┑乃急壤?考察乙醇在氧化石墨烯與吡咯單體共混時的作用,探究其對石墨烯/聚吡咯復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)聚吡咯十分均勻的結(jié)合在石墨烯片層上。分析證明在少量乙醇作用時,它能夠使吡咯單體與GO完成結(jié)合過程,而且促進聚吡咯分布的均勻... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯是其他維度碳材料的基礎(chǔ)二維材料[9]

圖 1-2 超級電容器的三種類型：（a）雙電層電容器；（b）贗電容電容器；（c）混合電容器[37]Fig. 1-2. Schematic representation of supercapacitor types: (a) EDLC type; (b) pseudocapacitortype; (c) hybrid capacitor type[37]（1）雙電層電容器雙電層電容器（EDLC）依賴于具有大比表面積的電極材料，在電極-電解質(zhì)界面處形成非法拉第靜電作用雙電層被稱為雙電層電容器。在兩個電極上施加電場后，電極上的正、負電場分別吸引電解液中帶相反電荷的離子形成電荷層，從而建立雙電層，實現(xiàn)電荷的存儲[38]。EDLC 通過在電極表面上的可逆離子吸附將電能存儲在電解質(zhì)/電極界面處，而且通過電子導體和電子導體之間的電解質(zhì)貢獻雙電層離子導體。在負極處，在外部電荷充電期間接收到的負電荷與電解質(zhì)陽離子的正電荷平衡，電荷陽離子會積聚在電極材料的表面上和孔隙內(nèi)，反之亦然。這種儲能機制允許大電流快速得充放電，但其容量受限于電極材料的有效比表面積，因此通常能量密度不高。雙電層電容器具有充放電速度快，功率密度高，循

干燥完成后即得到水醇比為 9:1 的氧化石墨烯/聚吡咯（GO/PPy）復合物。3.3.2 還原氧化石墨烯/聚吡咯復合材料的制備取 0.3 g 上述 PPy/GO 復合物分散于 150 mL 去離子水中，加人 0.5 g 十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)后超聲 2 h。在過程中配制 30 mL NaBH4溶液(含 0.5 gNaBH4)，超聲完成后將 NaBH4溶液逐滴緩慢加入到溶液中，在持續(xù)磁力攪拌的條件下反應 12 h。將獲得的懸浮液過濾，洗滌，隨后將反應產(chǎn)物用抽濾器抽濾，再用水和乙醇洗滌多次后，后置于 60 ℃干燥箱中干燥 24 h，即得到溶劑水醇比為9:1 的還原氧化石墨烯/聚吡咯（rGO/PPy）復合物。采取上述氧化石墨烯/聚吡咯復合材料的制備步驟依次制備水醇比為 10:0、8:2 和 7:3 的 GO/PPy 復合物并用 NaBH4做還原劑進行還原即得不同水醇比的rGO/PPy 復合材料作對照實驗。3.4 結(jié)果與討論3.4.1 氧化石墨烯的表征

【參考文獻】：
期刊論文
[1]乙醇和水的體積比對PPy的微觀形貌及導電性的影響研究[J]. 崔靜,翟晶,胡書春,李燕斌,肖達,蔣彥嫚,張弦笛,韓洪川.  化工新型材料. 2015(09)
[2]The Effect of Thermal Exfoliation Temperature on the Structure and Supercapacitive Performance of Graphene Nanosheets[J]. Haiyang Xian,Tongjiang Peng,Hongjuan Sun,Jiande Wang.  Nano-Micro Letters. 2015(01)



本文編號：3297867