基于聚吡咯的柔性復(fù)合材料的制備及其電容性能研究.pdf

1、超級電容器又被稱為電化學(xué)電容器,是一種介于傳統(tǒng)電容器和二次電池之間的新型儲能器件。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長、快速充放電,使用溫度范圍寬,綠色環(huán)保等特性,在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。隨著便攜式電子產(chǎn)品在日常生活中變得越來越普遍,開發(fā)一種同時具有超薄性、柔韌性、輕便性、環(huán)保性等優(yōu)點的高效電化學(xué)電容器成為當(dāng)前研究的熱點之一。電極材料是電化學(xué)電容器的重要成分之一,它決定著電容器的主要性能指標(biāo)。在制備超級電容器電極材料的過程中,承載著電活性物

2、質(zhì)的基底材料同樣占據(jù)著重要的地位。本文以聚吡咯、碳納米管和石墨烯為電活性材料,通過簡單的原位氣相聚合和浸漬方法將活性材料負載于不同的柔性基底上,制備出柔軟的導(dǎo)電復(fù)合材料,并對材料的電容性能進行研究。
　　(1)首先利用浸泡-干燥的方法把碳納米管負載在三聚氰胺海綿上,制成碳納米管/三聚氰胺復(fù)合膜材料,再將制得的膜吸附上三氯化鐵-乙腈溶液,然后在室溫下通過原位化學(xué)氧化聚合法制備聚吡咯/碳納米管/三聚氰胺復(fù)合材料。為了增加復(fù)合材料的導(dǎo)電

3、性,再一次把碳納米管負載于復(fù)合材料聚吡咯/碳納米管/三聚氰胺之上,從而制得復(fù)合材料碳納米管/聚吡咯/碳納米管/三聚氰胺。通過電子掃描顯微鏡(SEM)觀察形貌,X-射線衍射(XRD)對復(fù)合物的組成進行表征,用循環(huán)伏安法(CV),恒電流充放電(CD),和電化學(xué)阻抗(EIS)研究其電容性能。結(jié)果表明,復(fù)合材料碳納米管/聚吡咯/碳納米管/三聚氰胺具有更好的電容性能,整個電極的比電容為184 F g-1,而基于活性物質(zhì)的最大比電容可達到262 F

4、 g-1。
　　(2)首先將無紡布浸泡在已經(jīng)配制好的氧化石墨烯(GO)和鹽酸羥胺的混合溶液中,取出并置于130°C的烘箱中利用鹽酸羥胺把GO還原為石墨烯(rGO),得到復(fù)合薄膜材料石墨烯/無紡布,再把復(fù)合薄膜浸泡在作為氧化劑的三氯化鐵-乙腈溶液中,取出后,在室溫下通過原位化學(xué)氧化聚合法制備出復(fù)合材料聚吡咯/石墨烯/無紡布,最后利用浸泡-干燥的方法使得碳納米管負載在聚吡咯上得到復(fù)合材料碳納米管/聚吡咯/石墨烯/無紡布,通過X射線光電