基于石墨烯的納米材料在電化學(xué)超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置，超級(jí)電容器的諸多的優(yōu)點(diǎn)使其受到研究者的關(guān)注。而電極材料的性質(zhì)對(duì)超級(jí)電容器的性能會(huì)有很大的影響，于是人們的研究重點(diǎn)就集中到導(dǎo)電率高、可逆性好的一些材料上。石墨烯作為新型結(jié)構(gòu)的碳材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其在超級(jí)電容器中有較為廣泛的應(yīng)用前景。但是由于石墨烯片層之間很容易發(fā)生聚集使其表面積減小，從而導(dǎo)致雙電層電容性能降低。金屬氧化物/氫氧化物和聚合物都具有較高的贗電容，所以當(dāng)石墨烯與它們復(fù)合之后，金屬氧化物/氫氧化物或聚合物不

2、僅能夠有效的阻止石墨烯片層之間發(fā)生聚集。而石墨烯也可以提高金屬氧化物/氫氧化物和聚合物的導(dǎo)電性。在本論文中，主要是研究高性能的電極材料。從而制備了石墨烯/多金屬氧酸鹽/介孔碳球納米復(fù)合物，聚苯胺納米纖維，石墨烯/聚苯胺納米復(fù)合物，石墨烯/聚苯胺/碳量子點(diǎn)復(fù)合物，并將它們分別應(yīng)用在超級(jí)電容器的電極材料中，然后表征它們的結(jié)構(gòu)，測(cè)試它們的性能，并分析和比較它們的性能區(qū)別。具體研究內(nèi)容如下:
　　1)自組裝石墨烯/磷鉬酸/介孔碳球三元納米

3、復(fù)合物在電化學(xué)超級(jí)電容器中的應(yīng)用。
　　本章采用自組裝的方法將石墨烯(GN)、磷鉬酸(POM)和介孔碳球(CS)三種材料組合在一起形成GN/POM/CS三元納米復(fù)合物，然后用SEM、FITR和XPS這三種表征手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行了分析。在0.5mol/L的H2SO4電解質(zhì)溶液中，采用三電極體系測(cè)試其電化學(xué)性能。結(jié)果表明:在1A/g的電流密度下，GN/POM/CS復(fù)合物的比電容高達(dá)430F/g，這說明該復(fù)合物具有很好的電化學(xué)性能。

4、
　　2)層層組裝石墨烯/聚苯胺/碳量子點(diǎn)三元復(fù)合物在電化學(xué)超級(jí)電容器中的應(yīng)用。
　　本章創(chuàng)新性的將主要應(yīng)用于生物傳感器，醫(yī)學(xué)和發(fā)光二極管中的碳量子點(diǎn)引入到超級(jí)電容器中。并通過層層組裝的方法將石墨烯(GN)、聚苯胺(PANI)和碳量子點(diǎn)(C-dots)組合成石墨烯/聚苯胺/碳量子點(diǎn)(GN/PANI/C-dots)納米復(fù)合物。首先用SEM、TEM和FITR對(duì)GN/PANI/C-dots納米復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行了表征。然后在濃