【摘 要】
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石墨烯、导电聚合物及其复合材料被广泛应用于超级电容器和传感设备等领域。石墨烯具有大的比表面积、优异的电导率、良好的化学稳定性,其易团聚的性质容易导致材料性能的下降。导电聚合物具有较高的电导率、低成本、较好的氧化还原性能等特点。本文以导电聚合物作为主要研究对象,将其与石墨烯、过渡金属硫化物复合作为柔性电极材料,测试其电化学性能。以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)为基体制备复合水
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石墨烯、导电聚合物及其复合材料被广泛应用于超级电容器和传感设备等领域。石墨烯具有大的比表面积、优异的电导率、良好的化学稳定性,其易团聚的性质容易导致材料性能的下降。导电聚合物具有较高的电导率、低成本、较好的氧化还原性能等特点。本文以导电聚合物作为主要研究对象,将其与石墨烯、过渡金属硫化物复合作为柔性电极材料,测试其电化学性能。以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)为基体制备复合水凝胶,用于柔性传感设备。本论文主要研究内容如下:(1)通过对聚苯胺(polyaniline,PANI)、硫化铜(Cu S)、氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)进行处理,制备出复合膜和复合水凝胶两种材料。通过改变聚苯胺的量获得不同的复合材料,对材料进行形貌、结构和电化学性能等方面的研究,得到了性能更优异的硫化铜/还原氧化石墨烯/聚苯胺(PANI/Cu S/r GO)水凝胶。将其制成可折叠弯曲的柔性电极材料,在0.5A/g的电流密度下,复合水凝胶材料的比电容达到了430F/g。(2)在聚乙烯醇(PVA)里加入氧化石墨烯,利用氧化石墨烯的可逆膨胀和收缩对应于水的吸收和解吸,让水凝胶具有可逆的刺激反应。并在其中利用化学氧化法合成聚苯胺,形成PVA/GO/PANI复合水凝胶,其具有优异的压缩回复性能,湿气发电和温度灵敏性。(3)利用Fe3+掺杂质子酸合成聚苯胺。加入单宁酸(TA)增强聚乙烯醇力学性能,再加入甘油维持水分,制备了分散性能优异的聚乙烯醇/单宁酸/聚苯胺复合材料,其具有优异的抗冻保湿性能,力学性能和较高的灵敏度(GF=2.8)。
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