基于石墨烯及其復(fù)合材料超級(jí)電容器的研究.pdf

1、當(dāng)前，化石能源短缺和全球變暖導(dǎo)致的能源和環(huán)境問題日益凸顯，大力發(fā)展清潔和可再生能源成了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。超級(jí)電容器作為一種介于傳統(tǒng)電容器和鋰離子電池之間的新型儲(chǔ)能體系，能夠提供大功率輸出、具有超長的使用壽命和穩(wěn)定性，應(yīng)用前景廣闊。石墨烯是由一個(gè)碳原子以sp2雜化軌道組成的六角型呈蜂巢晶格狀的單原子層，獨(dú)特的二維共軛結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的導(dǎo)電性、力學(xué)性能、電化學(xué)穩(wěn)定性以及巨大的理論比表面積，是理想的超級(jí)電容器電極材料。本文用改性的Hummers方

2、法得到石墨烯的前驅(qū)體氧化石墨烯（GO），再利用水熱法制備三維多孔石墨烯薄膜（rGO Films），同時(shí)采用涂膜的方法制備了石墨烯/聚（3，4乙撐二氧噻吩）(PEDOT)復(fù)合薄膜，并對(duì)其化學(xué)組成、形貌以及電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。本文的研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）向GO溶液加入少量HCl溶液（1:3的HCl溶液）形成GO凝膠，在機(jī)械振動(dòng)作用下均勻分散，自然晾干得到GO薄膜。將得到的GO薄膜置于水熱釜，180℃水熱還原24 h后，在一

3、定的機(jī)械壓力作用下，得到三維多孔石墨烯薄膜。rGO薄膜在1 A/g充放電速率下具有218 F/g的比容量，且10000次充放電后電容量保持率為92％。水熱還原制備的rGO薄膜組裝成超級(jí)電容器后，表現(xiàn)出了優(yōu)秀的體積比容量（246 F/cm3）、倍率性能（20 A/g時(shí)的容量為初始容量的82.5%）以及循環(huán)穩(wěn)定性（10000次充放電容量僅損失8%）。
　?。?）將濃度為10.4 mg/mL的GO溶液與濃度為13 mg/mL的PEDOT