聚苯胺-（氧化）石墨烯復合材料的制備及其電性能的研究.pdf

1、石墨烯（GE）是由碳原子堆積而成的一種單層二維蜂窩狀晶體結構的碳質材料，由于其特有的性質，使其成為了材料科學和凝聚物理等諸多領域中最為熱門的研究前沿。聚苯胺也以其電化學可逆性，良好的熱穩(wěn)定性以及其獨特的摻雜和脫摻雜現(xiàn)象等，成為了現(xiàn)在研究中獲得突飛猛進的導電高分子材料之一。
　　本文主要圍繞聚苯胺/(氧化)石墨烯復合材料的制備、不同的摻雜酸和溶劑體系對復合材料電性能的影響、探索了一種新型的氧化石墨烯的還原方法以及它對復合材料的性能的

2、影響，具體內容如下：
　?。?）聚苯胺(PANI)/氧化石墨烯（GEO）復合材料的制備及反應條件的優(yōu)化處理：GEO表面含有羥基，環(huán)氧基和羧基等含氧官能團，能夠在水中形成穩(wěn)定懸浮液，并對單體形成吸附，提供反應生長點。借助于此，采用原位聚合法，在苯胺單體中引入GEO，制備了有較高電學性能的電化學電容器電極材料PANI/GEO復合材料。通過實驗得出：最佳反應時間6h，最佳反應溫度為0℃。在此條件下，通過電化學性能測試，在50mv/s的掃

3、描速率下，比電容可以達到472.2F/g。
　　（2）探討了不同的摻雜酸（鹽酸、苯磺酸、對甲苯磺酸）對PANI/GEO進行摻雜或共摻雜時，對復合材料電性能的影響，通過對一系列產物的電性能的測試得出：鹽酸的摻雜效果最好，在10mv/s時，比電容可達到553.8 F/g。
　　（3）在前人的基礎上，系統(tǒng)的研究了溶解度參數(shù)不同的四種溶劑體系（丙酮，乙醇，乙二醇，氮氮二甲基甲酰胺）對PANI/GEO電性能的影響。通過電學性能的測試可

4、以得出：丙酮為溶劑體系，當V丙酮：V水=3:10時，PANI/GEO比容量在50mv/s的掃描速率下可達到662.3 F/g，具有最大比電容，且表現(xiàn)出混合型電容器的特征，且具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。在此條件下制得的PANI/GEO具有比其他文獻制得的復合材料更高的比電容。
　?。?）探索了一種新型還原性氧化石墨烯的制備方法：塔拉粉是一種綠色無毒，且具有較好溶解性的抗氧化劑，用它來還原GEO后，得到具有較好穩(wěn)定性的還原性GEO水溶液。通

5、過實驗得出：最佳反應時間6h，最佳反應溫度80℃。用紫外分光計測得此條件下制得的還原性GEO的比表面積為389.4m2/g，與相同條件下肼還原石墨烯的比表面積（1029.7m2/g）相比，塔拉粉只能部分的還原GEO，但它能使還原后的石墨烯溶液較穩(wěn)定的存在一段相對較長的時候。
　?。?）將PANI分別與塔拉粉還原的氧化石墨烯(GE-1)和肼還原石墨烯（GE-2）進行復合,對得到的復合材料的進行電學性能測試。通過測試得出：在30mv/