晶態(tài)碳-導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料制備及電容特性研究.pdf

1、超級電容器作為電化學(xué)能量儲存裝置具有重要研究意義。電極材料決定了超電容器的各項(xiàng)性能和應(yīng)用領(lǐng)域。因此，研究和開發(fā)新型高效的電極材料意義重大。本論文基于對不同種類電極材料儲能機(jī)理以及材料結(jié)構(gòu)與電容特性關(guān)系的理解，以價(jià)格低廉、環(huán)境友好且易于加工的碳材料和導(dǎo)電聚合物為研究重點(diǎn)，設(shè)計(jì)并合成了晶態(tài)碳/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。研究了所合成的復(fù)合材料的電容特性。實(shí)現(xiàn)了復(fù)合型的超級電容器用電極材料的功能導(dǎo)向設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)調(diào)控合成和電容特性的優(yōu)化。本論文的主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　1、以膨脹石墨為晶態(tài)碳骨架，采用插層輔助原位氧化聚合法分別合成了:類石墨烯/聚苯胺(PANI/EG)，類石墨烯/聚吡咯(PPy/EG)和類石墨烯/聚3,4-乙撐二氧噻吩(PEdot/EG)層間復(fù)合材料。通過對層間復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和形貌的表征探討形成機(jī)理。并進(jìn)一步研究EG和導(dǎo)電聚合物間的相互作用。通過調(diào)控復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化復(fù)合材料的電容特性。
　　2、以膨脹石墨和含氮導(dǎo)電聚合物前驅(qū)體為原料，采用原位組裝法可控合成

3、具有2D多孔結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳(QNPC)復(fù)合材料，將準(zhǔn)有序的氮摻雜多孔碳均勻的包覆在類石墨烯片層表面。構(gòu)建具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的QNPC復(fù)合材料，使其具有優(yōu)異的電容特性。雜原子摻雜多孔碳復(fù)合材料的合成方法具有普適性，可以將晶態(tài)碳及導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料經(jīng)該方法處理合成同類型的碳復(fù)合材料。
　　3、以PPy前驅(qū)體制得的交聯(lián)狀氮摻雜碳納米纖維(CNF)為碳骨架，采用插層輔助原位氧化聚合法使PANI均勻的在CNF表面包覆生長，合成交聯(lián)狀的氮摻雜碳纖維