石墨烯復合材料在超級電容器中的應用研究

石墨烯復合材料在超級電容器中的應用研究

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1、萬方數據沈陽大學碩士學位論文論文題目:互墨墮墨盒塑型壟塑壑皇窒堂!箜窒望翌窒作者:李光彬指導教師:堡塑重塾握論文答辯日期:2014年12月23日學位授予單位:沈陽大學單位:婆墮鑾堂萬方數據AMaster’SThesisinMaterialsScienceAPPLIEDRESEARCHOFGRAPHENECOMPOSITEⅣ隊TERILSINTlIESUPERCAPACITORCandidate:LiGuangbinSupervisor:ProfessorHouZhaoxiaSchoolofMechanicalEngineer

2、ingShenyangUniversityDecember23,2014萬方數據獨創(chuàng)性說明本人鄭重聲明:所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫的研究成果,也不包含為獲得沈陽大學或其他教育機構的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中做了明確的說明并表示了謝意。簽名:查整壟鰹日期:蘭!蘭:!三:蔓關于論文使用授權的說明本人完全了解沈陽大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定,即:學校有權保留送交

3、論文的復印件,允許論文被查閱和借閱:學校可以公布論文的全部或部分內容,可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。(保密的論文在解密后應遵循此規(guī)定)簽名:壟墨煎導師簽名:1彖囅日期:萬方數據摘要超級電容器作為一種新型儲能器件,其充放電效率高、比電容大、循環(huán)穩(wěn)定性好且綠色環(huán)保,成為近年來的研究熱點。石墨烯具有較大的比表面積,良好的力、電、光、熱學性能,在諸如傳感器、鋰電池、催化劑、超級電容器等領域有著廣泛的應用。聚苯胺是一種有機導電聚合物,石墨烯/聚苯胺復合材料用于超級電容器電極材料時,會產生贗電容效應使其電極性能有較大的提高。

4、本論文致力于開發(fā)一種制備方法簡單、高效,電化學性能優(yōu)異的石墨烯/聚苯胺復合材料電極,取得的主要進展如下:1.本論文采用三種改良的Hummers法制備了氧化石墨,將它們記為GO.1、GO-2和GO.3。區(qū)別在于GO—l的氧化時間最長,GO一3的氧化劑用量最少,GO-2的氧化時間和氧化劑用量在二者之間。根據檢測結果發(fā)現,GO-2法制備的氧化石墨片層間距適中,結構有序性較好,所帶的羥基、羧基、環(huán)氧基等官能團較多,綜合考慮其結構和形貌,GO.2法制備的氧化石墨有利于與聚苯胺復合制備氧化石墨烯,聚苯胺復合材料。2.本論文采用不同的氧化

5、劑原位聚合合成聚苯胺,L-PANI法中氧化劑為過硫酸銨,與苯胺單體的物質的量比為l:l,W—PANI法中氧化劑為二氧化錳,與An的質量比為l:l。其中,L-洲法合成的聚苯胺呈短棒狀結構,孔徑分布均勻,沒有發(fā)生嚴重的層疊現象。將CA)-2法制備的氧化石墨粉體在鹽酸中分散形成氧化石墨烯分散液,采用L.PANI法制備氧化石墨烯/聚苯胺復合材料。對該復合材料進行了紅外光譜分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析和熱重分析,結果表明聚苯胺分布在氧化石墨烯片層的邊緣,有新的C-NoC生成。3.采用普通化學還原法和水熱還原法及不同的還原劑對氧化

6、石墨烯,聚苯胺復合材料進行還原,兩種方法分別記為HrG/PANI和SrG/PANI。通過紅外光譜分析、X射線衍射分析、掃描電鏡分析和熱重分析發(fā)現,兩種方法都能夠較好的將氧化石墨烯中含氧官能團還原,由于SrG/PANI法得到的復合材料在高溫高壓下進行,復合材料結構被破壞,綜合考慮,HrG/PANI法要比SrG/PANI法得到的復合材料的性能更好。l萬方數據沈陽大學碩士學位論文4.本論文將普通化學還原得到的石墨烯、L-PANI法合成的聚苯胺和HrG/PANI法還原得到的石墨烯/聚苯胺復合材料制備成電極,在三電極體系下測試它們的循

7、環(huán)伏安特性和交流阻抗性能。結果顯示在10mWs的掃描速率下,石墨烯,聚苯胺復合材料電極的比電容有所提高,達到74.64F/g。關鍵詞:石墨烯,聚苯胺,復合材料,超級電容器ll萬方數據AppliedresearchofgraphenecompositematerialsinthesupercapacitorAbstractAsanewtypeofenergystoragedevice,supercapacitorhashighefficiencyofcharge-discharge,specificcapacitance,go

8、odcyclingstabilityandenvironmentalprotection,itbecomearesearchhotspotinrecentyears.Graphenehaslargerspecificsurfacearea,goodmechanical,electricit

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