超臨界二氧化碳協(xié)助功能化三維石墨烯的制備及其在超級電容器方面的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯，由單層石墨構(gòu)成，由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，引起了人們的廣泛關(guān)注。將二維的石墨烯組裝構(gòu)成三維石墨烯的宏觀結(jié)構(gòu)，便于石墨烯應(yīng)用于環(huán)境能源與生物傳感等相關(guān)領(lǐng)域。三維石墨烯不僅擁有石墨烯本身的特性，而且具有三維網(wǎng)絡(luò)多孔結(jié)構(gòu)，使得三維石墨烯擁有更高的比表面積，機(jī)械性能更強(qiáng)，更優(yōu)異的電子傳輸?；谌S石墨烯功能化的復(fù)合材料制備與應(yīng)用仍然是當(dāng)前研究石墨烯的一個(gè)重點(diǎn)。然而單組分的材料有著本身固有的缺陷，納米復(fù)合材料不僅具有單組分的性能，而且具

2、有各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，賦予納米復(fù)合材料許多獨(dú)特的性能。
　　超臨界二氧化碳由于低粘度，高擴(kuò)散性，零表面張力的特性，常被應(yīng)用于納米復(fù)合材料的制備?？紤]到軟物質(zhì)理論和超臨界二氧化碳的可調(diào)性，通過超臨界二氧化碳的協(xié)助，制備可控的結(jié)構(gòu)以及協(xié)助納米粒子可控自組裝是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。主要進(jìn)行了以下幾方面的研究：
　　(1)我們成功制備了石墨烯/吡咯凝膠和碳管/聚苯胺基本單元，而后通過簡單的方法制備得到三維多孔的復(fù)合材料石墨烯/吡咯/

3、碳管/聚苯胺。當(dāng)碳管/聚苯胺引入到石墨烯凝膠中時(shí)，不僅可以阻止鄰近石墨烯片層的聚集，而且可以有效提高聚苯胺利用率，縮短離子的擴(kuò)散路徑，從而提高電性能，系統(tǒng)研究了苯胺單體濃度與復(fù)合材料電性能之間的關(guān)系。
　　(2)以石墨烯/吡咯凝膠和碳管/聚苯胺為基本單元，通過超臨界二氧化碳的協(xié)助，制備得到一系列不同的復(fù)合材料，通過FTIR，XRD，Raman光譜研究其結(jié)構(gòu)的變化，并通過電化學(xué)工作站測試其電性能，探究超臨界二氧化碳對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性