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全球气候变暖、环境污染以及化石能源的快速消耗是当今人类社会需要面对的重大挑战,可再生新能源的生产、储存技术得到了越来越多的科研工作者的重视。超级电容器具有优于静电电容器和电池的高功率密度、高循环稳定性、低成本等优点,在这一领域发挥着重要作用。目前,以双电层电容为主的碳基材料和以赝电容为主的导电聚合物是被广泛应用于超级电容器电极材料的两大类物质。碳基材料单独作为电极材料时,具有优秀的循环稳定性、良好的功率密度,但其比电容和能量密度往往较低。导电聚合物单独作为电极材料时,具有较高的比电容和能量密度,但其循环稳定性较差。因此,制备同时具有良好循环稳定性和高能量密度的电极材料对超级电容器的设计和应用具有重大意义。制备碳基材料和导电聚合物的复合材料是制备同时具有良好循环稳定性和较高能量密度的电极材料的重要方法,也是目前研究的重点和难点。本论文首先制备了一种性能良好的碳基材料,即端氨基功能化氧化石墨烯(GO-NH2)。然后,制备了两种新型纳米复合材料,即包含GO-NH2与苯胺、2,2’-二硫代二苯胺(DTDA)共聚物的复合材料(P(DTDA-co-Ani)-g-GO),包含GO-NH2与苯胺、1,5-二氨基蒽醌(DAAQ)共聚物的复合材料(P(DAAQ-co-Ani)-g-GO)。本论文的主要研究内容与成果如下:1、以石墨烯纳米微片(GNP)为原料通过经典的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO);将GO与对苯二异氰酸酯(PPDI)反应制备了异氰酸酯化氧化石墨烯(iGO);将iGO与去离子水反应成功制备了GO-NH2。2、GO-NH2存在的条件下,通过苯胺(Ani)和DTDA的原位共聚合合成了P(DTDA-co-Ani)-g-GO。通过循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)、电化学阻抗谱(EIS)等电化学分析方法研究了P(DTDA-co-Ani)-g-GO的电化学性能,结果表明当GO-NH2含量为5%时,P(DTDA-co-Ani)-g-GO具有高达432 F·g-1的质量比电容以及在0.3 A·g-1的充放电速率下循环1000次后占初始比电容82%的循环稳定性。这些结果表明,该材料是一种性能良好的超级电容器电极材料。3、GO-NH2存在的条件下,通过苯胺和DAAQ的原位共聚合合成了P(DAAQ-co-Ani)-g-GO。研究了P(DAAQ-co-Ani)-g-GO的电化学性能,结果表明,当GO-NH2的含量为9%时,P(DAAQ-co-Ani)-g-GO具有高达562.2 F·g-1的质量比电容以及在0.3 A·g-1的充放电速率下循环1000次后占初始比电容67%的循环稳定性。这些结果表明,该材料也是一种性能良好的超级电容器电极材料。