超臨界二氧化碳協(xié)助功能化三維石墨烯的制備及其在超級電容器方面的應用.pdf

1、石墨烯，由單層石墨構成，由于其優(yōu)異的物理和化學性能，引起了人們的廣泛關注。將二維的石墨烯組裝構成三維石墨烯的宏觀結構，便于石墨烯應用于環(huán)境能源與生物傳感等相關領域。三維石墨烯不僅擁有石墨烯本身的特性，而且具有三維網(wǎng)絡多孔結構，使得三維石墨烯擁有更高的比表面積，機械性能更強，更優(yōu)異的電子傳輸?；谌S石墨烯功能化的復合材料制備與應用仍然是當前研究石墨烯的一個重點。然而單組分的材料有著本身固有的缺陷，納米復合材料不僅具有單組分的性能，而且具

2、有各組分之間的協(xié)同效應，賦予納米復合材料許多獨特的性能。
　　超臨界二氧化碳由于低粘度，高擴散性，零表面張力的特性，常被應用于納米復合材料的制備?？紤]到軟物質理論和超臨界二氧化碳的可調性，通過超臨界二氧化碳的協(xié)助，制備可控的結構以及協(xié)助納米粒子可控自組裝是一個重要的研究領域。主要進行了以下幾方面的研究：
　　(1)我們成功制備了石墨烯/吡咯凝膠和碳管/聚苯胺基本單元，而后通過簡單的方法制備得到三維多孔的復合材料石墨烯/吡咯/

3、碳管/聚苯胺。當碳管/聚苯胺引入到石墨烯凝膠中時，不僅可以阻止鄰近石墨烯片層的聚集，而且可以有效提高聚苯胺利用率，縮短離子的擴散路徑，從而提高電性能，系統(tǒng)研究了苯胺單體濃度與復合材料電性能之間的關系。
　　(2)以石墨烯/吡咯凝膠和碳管/聚苯胺為基本單元，通過超臨界二氧化碳的協(xié)助，制備得到一系列不同的復合材料，通過FTIR，XRD，Raman光譜研究其結構的變化，并通過電化學工作站測試其電性能，探究超臨界二氧化碳對復合材料結構和性