论文部分内容阅读
碳材料、导电聚合物、金属氧化物是目前研究最为广泛的三种超级电容器电极材料。石墨烯是一种比表面积大、电子传导性好、机械强度大的二维碳材料,具有大π共轭结构,π电子可以在石墨烯片层间自由移动;聚噻吩为具有高成膜性和透光性的导电聚合物,同样具有π共轭结构,将其与石墨烯复合可以发生π-π共轭效应,增大两种材料间的电子云密度;而金属氧化物可以提供较大的赝电容。在研究石墨烯/聚噻吩复合材料的基础上与氧化镍复合,以达到提高复合材料的电化学性能的目的。本文采用化学还原法合成石墨烯(RGO),采用原位聚合法合成石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩:聚苯乙烯磺酸(RGO/PEDOT:PSS),探究其电化学性能最佳的合成工艺条件后,与通过用水热反应法制备的氧化镍进行复合,制备石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩:聚苯乙烯磺酸/氧化镍(RGO/PEDOT:PSS/NiO)三元复合材料,对各种材料进行了物理表征和电化学性能测试。探究EDOT与PSS质量比、GO与PEDOT:PSS质量比以及Ni O含量对二元和三元复合材料的电化学性能影响,结果如下:当EDOT与PSS的质量比为1:1时,GO与PEDOT:PSS质量比为6:20时,合成的RGO/PEDOT:PSS二元复合材料电化学性能最佳,比电容为166.25 F/g。对于RGO/PEDOT:PSS/NiO三元复合材料,当EDOT与PSS的质量比为1:1时,GO与PEDOT:PSS质量比为6:20,RGO/PEDOT:PSS与NiO质量比为2:3时,合成的RGO/PEDOT:PSS/NiO三元复合材料电化学性能最佳,比电容达433.54 F/g,且循环1000次电容仅衰减3%。RGO/PEDOT:PSS/NiO三元复合材料的比电容明显大于一元和二元复合材料,循环稳定性也更加,因此可以得出将RGO与PEDOT:PSS和NiO复合可以明显提升材料的电化学性能。