基于氧化石墨的自組裝超薄膜和PPy復(fù)合膜的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、氧化石墨(GO)具有準(zhǔn)二維層狀結(jié)構(gòu)，薄片邊緣和層面上修飾著-OH、-COOH、C=O、環(huán)氧基等含氧官能團，改善了石墨的化學(xué)活性同時豐富了氧化石墨的嵌入化學(xué)特性，使其可以通過插層同極性小分子，金屬原子，氧化物，甚至是高聚物結(jié)合形成復(fù)合材料，是近幾年國內(nèi)外研究的熱點之一。 本文首先采用靜電力層層自組裝技術(shù)(layer-by-layer assembly)在不同的基底上(玻璃，石英，ITO導(dǎo)電玻璃)制備了多層氧化石墨/聚電解質(zhì)復(fù)合超薄

2、,考察了沉浸時間及膠體溶液濃度對薄膜厚度及表面規(guī)整度的影響，并對復(fù)合薄膜對基底的附著性及氧化石墨還原前后復(fù)合膜的電化學(xué)性質(zhì)進行了初步探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在一定濃度的聚電解質(zhì)和GO膠體溶液中，交替沉浸較短的時間即可獲得厚度均一，表面平整的復(fù)合超薄膜；在較稀的GO膠體溶液中，GO剝離完全，以單片層存在時有利于超薄膜的自組裝；超薄膜與基底材料附著良好，GO呈平鋪或局部卷曲態(tài)存在；通過對比不同電極的循環(huán)伏安曲線(CV)和交流阻抗曲線(EIS)，發(fā)現(xiàn)

3、超薄膜修飾工作電極較空白電極具有較強的電荷傳遞能力，呈電化學(xué)惰性，在較寬的電化學(xué)窗口內(nèi)沒有明顯的氧化還原峰，還原后的超薄膜具有較好的電阻性，阻抗較小。 其次，以超薄膜修飾表面的ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，以水為溶劑，分別采用七種不同的摻雜劑為支持電解質(zhì)，用電化學(xué)法合成了聚毗咯(PPy)薄膜。采用線性掃描伏安法(LSV)確定了合適的聚合電位，選擇了合適的聚合時間：采用循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)研究了膜的電化學(xué)行為

4、。結(jié)果表明：不同的聚合電位、聚合時間及摻雜陰離子的種類對膜的循環(huán)伏安特性、EIS曲線、表面形貌等有很大的影響；還原后的超薄膜修飾電極聚合的PPy薄膜具有較好的電阻性，阻抗較小。 此外，采用液相法以N,N_-二甲基甲酰胺(DMF)、1-己醇、異丙醇為溶劑成功制備了氧化石墨負載納米氧化銅復(fù)合材料，對其進行了結(jié)構(gòu)及形貌表征，并初步探究了其反應(yīng)機理。結(jié)果表明：納米氧化銅顆粒均勻地負載在石墨薄片上，呈球形，顆粒大小為5-10nm，氧化石墨