基于石墨烯的納米材料在電化學超級電容器中的應用.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的儲能裝置，超級電容器的諸多的優(yōu)點使其受到研究者的關注。而電極材料的性質對超級電容器的性能會有很大的影響，于是人們的研究重點就集中到導電率高、可逆性好的一些材料上。石墨烯作為新型結構的碳材料，其獨特的結構使其在超級電容器中有較為廣泛的應用前景。但是由于石墨烯片層之間很容易發(fā)生聚集使其表面積減小，從而導致雙電層電容性能降低。金屬氧化物/氫氧化物和聚合物都具有較高的贗電容，所以當石墨烯與它們復合之后，金屬氧化物/氫氧化物或聚合物不

2、僅能夠有效的阻止石墨烯片層之間發(fā)生聚集。而石墨烯也可以提高金屬氧化物/氫氧化物和聚合物的導電性。在本論文中，主要是研究高性能的電極材料。從而制備了石墨烯/多金屬氧酸鹽/介孔碳球納米復合物，聚苯胺納米纖維，石墨烯/聚苯胺納米復合物，石墨烯/聚苯胺/碳量子點復合物，并將它們分別應用在超級電容器的電極材料中，然后表征它們的結構，測試它們的性能，并分析和比較它們的性能區(qū)別。具體研究內容如下:
　　1)自組裝石墨烯/磷鉬酸/介孔碳球三元納米

3、復合物在電化學超級電容器中的應用。
　　本章采用自組裝的方法將石墨烯(GN)、磷鉬酸(POM)和介孔碳球(CS)三種材料組合在一起形成GN/POM/CS三元納米復合物，然后用SEM、FITR和XPS這三種表征手段對其結構和形態(tài)進行了分析。在0.5mol/L的H2SO4電解質溶液中，采用三電極體系測試其電化學性能。結果表明:在1A/g的電流密度下，GN/POM/CS復合物的比電容高達430F/g，這說明該復合物具有很好的電化學性能。

4、
　　2)層層組裝石墨烯/聚苯胺/碳量子點三元復合物在電化學超級電容器中的應用。
　　本章創(chuàng)新性的將主要應用于生物傳感器，醫(yī)學和發(fā)光二極管中的碳量子點引入到超級電容器中。并通過層層組裝的方法將石墨烯(GN)、聚苯胺(PANI)和碳量子點(C-dots)組合成石墨烯/聚苯胺/碳量子點(GN/PANI/C-dots)納米復合物。首先用SEM、TEM和FITR對GN/PANI/C-dots納米復合物的結構和形態(tài)進行了表征。然后在濃