苯胺與吡咯復合的石墨烯鈦網(wǎng)泡沫膜超級電容器材料的電化學制備及性能研究.pdf

1、自從石墨烯在2004年被發(fā)現(xiàn)以來，它在超級電容器領域表現(xiàn)出了巨大的應用潛力。而氧化石墨烯(GO)電化學還原法則是一種有效的低缺陷石墨烯制備方法。此前，我們研究組發(fā)現(xiàn)了神奇的GO泡沫膜，還原后可以得到一種超薄的石墨烯薄膜材料。使用這種方法，我們可以將GO在鈦網(wǎng)上涂覆形成網(wǎng)格狀泡沫膜陣列(LFF)，還原后得到的石墨烯鈦網(wǎng)泡沫膜（rGOLFF）可以作為一種超級電容器材料。相比于單獨的還原石墨烯（rGO）泡沫膜由于鈦網(wǎng)的骨架作用彌補了其容易破損

2、的缺點，同時由于鈦網(wǎng)本身形狀的可塑性使得其能夠有效地定制所需要的形狀，我們看到了這種材料在可穿戴式設備上具有巨大的應用前景。
　　由于鈦網(wǎng)的骨架支撐作用的存在，我們可以對這種石墨烯鈦網(wǎng)泡沫膜材料進行一定的修飾加工而不必擔心由于它的本身脆弱容易在修飾過程中發(fā)生破損。我們采用電沉積方法在rGO表面生長上了聚吡咯(Ppy)以及聚苯胺(Pani)等有機聚合物，進而從rGOLFF得到了Ppy/rGOLFF和Pani/rGOLFF等材料，利用

3、導電聚合物的贗電容以及對材料比表面積擴展的使得材料的電容性能得到了有效的提升，我們進一步使用電共沉積的方法將吡咯與苯胺共聚生長在rGO表面并研究了它們的電容特性。
　　經(jīng)過測試，rGOLFF表現(xiàn)出了149.6Fg-1和157.1Fcm-3的質量比電容以及體積比電容，而導電聚合物的生長則使得材料的比電容得到了進一步的增大。Pani/rGOLFF比電容以循環(huán)伏安法(CV)測試在10mVs-1的掃速下能夠達到633.4Fg-1和664.

4、7Fcm-3，在電流密度為在33.3g-1的大電流恒電流充放電(GCD)測試中表現(xiàn)出了250.0Fg-1以及262.5Fcm-3的比電容。在循環(huán)充放電測試中，經(jīng)過5000次的大電流充放電后，在酸性環(huán)境中Ppy/rGOLFF保持了161.7Fg-1的最高比電容，而在中性環(huán)境中則是Pani/rGOLFF保持最高的127.9Fg-1的比電容。在該循環(huán)充放電測試中，以1∶3的Py與Ani濃度比例制備的Ppy-Pani/RGOLFF在酸性環(huán)境中表