聚合物改性石墨烯及電化學(xué)行為研究.pdf

1、石墨烯(GR)因大的比表面積、強(qiáng)的力學(xué)性能及優(yōu)異的導(dǎo)熱性能及導(dǎo)電性能,在電子器件、電池、生物材料、力學(xué)增強(qiáng)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。尤其是石墨烯大的比表面積、優(yōu)異的電荷傳輸特性使其在超級(jí)電容器方面具有潛在的應(yīng)用前景。但石墨烯易團(tuán)聚限制其作為超級(jí)電容器電極材料的應(yīng)用。本文以改進(jìn)Hummers法制備的石墨烯為基體,采用聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉和聚苯胺兩種聚合物對(duì)其改性,制備了兩種功能化的石墨烯復(fù)合材料,并系統(tǒng)地研究了兩種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和電容特性。<

2、br>　　(1)首先,利用水溶性離子聚合物聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉(PSSS)對(duì)石墨烯表面進(jìn)行共價(jià)接枝改性,制備了PSSS-GR復(fù)合材料。測(cè)試結(jié)果表明:PSSS共價(jià)接枝在GR片層上,形成了以GR為基板,PSSS為殼的核殼結(jié)構(gòu),PSSS的接枝率為90％,在水中具有良好的溶解性,其溶解度為6mg/mL。以PSSS-GR為電極制備超級(jí)電容器,循環(huán)伏安測(cè)試顯示,PSSS-GR電容器為雙電層電容器,具有良好的倍率特性;電容器的充放電結(jié)果顯示當(dāng)電流密度為5

3、A/g時(shí),GR的比電容為79F/g,而PSSS-GR的比電容為210F/g。
　　(2)利用導(dǎo)電高分子聚苯胺(PANi)對(duì)石墨烯的表面進(jìn)行共價(jià)接枝改性,制備了PANi-GR復(fù)合材料。PANi共價(jià)接枝在GR片層上,形成了以GR為基板,PANi為殼的核殼結(jié)構(gòu)。以PANi-GR為電極制備超級(jí)電容器,循環(huán)伏安測(cè)試顯示,PANi-GR超級(jí)電容器具有良好的倍率特性,而且在掃描速度為100mV/s時(shí),比電容為335F/g,遠(yuǎn)大于GR超級(jí)電容器;