论文部分内容阅读
自从石墨烯在2004年被发现以来，它在超级电容器领域表现出了巨大的应用潜力。而氧化石墨烯(GO)电化学还原法则是一种有效的低缺陷石墨烯制备方法。此前，我们研究组发现了神奇的GO泡沫膜，还原后可以得到一种超薄的石墨烯薄膜材料。使用这种方法，我们可以将GO在钛网上涂覆形成网格状泡沫膜阵列(LFF)，还原后得到的石墨烯钛网泡沫膜（rGOLFF）可以作为一种超级电容器材料。相比于单独的还原石墨烯（rGO）泡沫膜由于钛网的骨架作用弥补了其容易破损的缺点，同时由于钛网本身形状的可塑性使得其能够有效地定制所需要的形状，我们看到了这种材料在可穿戴式设备上具有巨大的应用前景。 由于钛网的骨架支撑作用的存在，我们可以对这种石墨烯钛网泡沫膜材料进行一定的修饰加工而不必担心由于它的本身脆弱容易在修饰过程中发生破损。我们采用电沉积方法在rGO表面生长上了聚吡咯(Ppy)以及聚苯胺(Pani)等有机聚合物，进而从rGOLFF得到了Ppy/rGOLFF和Pani/rGOLFF等材料，利用导电聚合物的赝电容以及对材料比表面积扩展的使得材料的电容性能得到了有效的提升，我们进一步使用电共沉积的方法将吡咯与苯胺共聚生长在rGO表面并研究了它们的电容特性。 经过测试，rGOLFF表现出了149.6Fg-1和157.1Fcm-3的质量比电容以及体积比电容，而导电聚合物的生长则使得材料的比电容得到了进一步的增大。Pani/rGOLFF比电容以循环伏安法(CV)测试在10mVs-1的扫速下能够达到633.4Fg-1和664.7Fcm-3，在电流密度为在33.3g-1的大电流恒电流充放电(GCD)测试中表现出了250.0Fg-1以及262.5Fcm-3的比电容。在循环充放电测试中，经过5000次的大电流充放电后，在酸性环境中Ppy/rGOLFF保持了161.7Fg-1的最高比电容，而在中性环境中则是Pani/rGOLFF保持最高的127.9Fg-1的比电容。在该循环充放电测试中，以1∶3的Py与Ani浓度比例制备的Ppy-Pani/RGOLFF在酸性环境中表现近似于Ppy/rGOLFF，而在中性环境中的表现则近似于Pani/rGOLFF，这很好地综合了Ppy/rGOLFF和Pani/rGOLFF两者的优点。