聚苯胺-（氧化）石墨烯復(fù)合材料的制備及其電性能的研究.pdf

1、石墨烯（GE）是由碳原子堆積而成的一種單層二維蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)材料，由于其特有的性質(zhì)，使其成為了材料科學(xué)和凝聚物理等諸多領(lǐng)域中最為熱門的研究前沿。聚苯胺也以其電化學(xué)可逆性，良好的熱穩(wěn)定性以及其獨(dú)特的摻雜和脫摻雜現(xiàn)象等，成為了現(xiàn)在研究中獲得突飛猛進(jìn)的導(dǎo)電高分子材料之一。
　　本文主要圍繞聚苯胺/(氧化)石墨烯復(fù)合材料的制備、不同的摻雜酸和溶劑體系對(duì)復(fù)合材料電性能的影響、探索了一種新型的氧化石墨烯的還原方法以及它對(duì)復(fù)合材料的性能的

2、影響，具體內(nèi)容如下：
　?。?）聚苯胺(PANI)/氧化石墨烯（GEO）復(fù)合材料的制備及反應(yīng)條件的優(yōu)化處理：GEO表面含有羥基，環(huán)氧基和羧基等含氧官能團(tuán)，能夠在水中形成穩(wěn)定懸浮液，并對(duì)單體形成吸附，提供反應(yīng)生長(zhǎng)點(diǎn)。借助于此，采用原位聚合法，在苯胺單體中引入GEO，制備了有較高電學(xué)性能的電化學(xué)電容器電極材料PANI/GEO復(fù)合材料。通過實(shí)驗(yàn)得出：最佳反應(yīng)時(shí)間6h，最佳反應(yīng)溫度為0℃。在此條件下，通過電化學(xué)性能測(cè)試，在50mv/s的掃

3、描速率下，比電容可以達(dá)到472.2F/g。
　　（2）探討了不同的摻雜酸（鹽酸、苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸）對(duì)PANI/GEO進(jìn)行摻雜或共摻雜時(shí)，對(duì)復(fù)合材料電性能的影響，通過對(duì)一系列產(chǎn)物的電性能的測(cè)試得出：鹽酸的摻雜效果最好，在10mv/s時(shí)，比電容可達(dá)到553.8 F/g。
　?。?）在前人的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的研究了溶解度參數(shù)不同的四種溶劑體系（丙酮，乙醇，乙二醇，氮氮二甲基甲酰胺）對(duì)PANI/GEO電性能的影響。通過電學(xué)性能的測(cè)試可

4、以得出：丙酮為溶劑體系，當(dāng)V丙酮：V水=3:10時(shí)，PANI/GEO比容量在50mv/s的掃描速率下可達(dá)到662.3 F/g，具有最大比電容，且表現(xiàn)出混合型電容器的特征，且具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。在此條件下制得的PANI/GEO具有比其他文獻(xiàn)制得的復(fù)合材料更高的比電容。
　?。?）探索了一種新型還原性氧化石墨烯的制備方法：塔拉粉是一種綠色無毒，且具有較好溶解性的抗氧化劑，用它來還原GEO后，得到具有較好穩(wěn)定性的還原性GEO水溶液。通

5、過實(shí)驗(yàn)得出：最佳反應(yīng)時(shí)間6h，最佳反應(yīng)溫度80℃。用紫外分光計(jì)測(cè)得此條件下制得的還原性GEO的比表面積為389.4m2/g，與相同條件下肼還原石墨烯的比表面積（1029.7m2/g）相比，塔拉粉只能部分的還原GEO，但它能使還原后的石墨烯溶液較穩(wěn)定的存在一段相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)候。
　?。?）將PANI分別與塔拉粉還原的氧化石墨烯(GE-1)和肼還原石墨烯（GE-2）進(jìn)行復(fù)合,對(duì)得到的復(fù)合材料的進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試。通過測(cè)試得出：在30mv/