石墨烯-聚苯胺-四氧化三鈷復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物是最常用作超級(jí)電容器電極的三種材料，以石墨烯為導(dǎo)電基體，與金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔飶?fù)合，制備具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合材料是提高電極材料綜合電化學(xué)性能的主要方法。本文設(shè)計(jì)了一種制備三元復(fù)合材料的合成方法，制備出石墨烯/聚苯胺/Co3O4復(fù)合材料，并研究其電化學(xué)性能。
　　以氧化石墨烯為原料，通過(guò)兩步法制備石墨烯/聚苯胺/Co3O4復(fù)合材料，利用XRD、Raman、FTIR、XPS、SEM等對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌

2、、組成等進(jìn)行表征，結(jié)果表明，所制備的三元復(fù)合材料整體呈片層框架結(jié)構(gòu)，其中聚苯胺較好地維持了石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)，同時(shí)Co3O4均勻分散在石墨烯片層表面。電化學(xué)測(cè)試表明，復(fù)合材料在Na2SO4溶液中主要呈現(xiàn)雙電層電容特性，0.5 A/g充放電電流下比電容為153 F/g，循環(huán)1000次后保持率為60％，而在KOH溶液中復(fù)合材料同時(shí)呈現(xiàn)贗電容與雙電層電容特性，比電容為220 F/g（電流密度為0.5 A/g），經(jīng)1000次充放電循環(huán)后比電容

3、穩(wěn)定在250 F/g。
　　為改善聚苯胺導(dǎo)電性下降問(wèn)題，采用異步法和同步法分別對(duì)聚苯胺進(jìn)行Co2+摻雜，F(xiàn)TIR和SEM測(cè)試表明，Co2+對(duì)聚苯胺進(jìn)行贗質(zhì)子化摻雜，且對(duì)聚苯胺微觀形貌影響較小。電導(dǎo)率測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Co2+摻雜對(duì)聚苯胺電導(dǎo)率影響明顯。在此基礎(chǔ)上對(duì)石墨烯/聚苯胺/Co3O4復(fù)合材料中聚苯胺進(jìn)行Co2+摻雜，XPS測(cè)試表明，異步摻雜后復(fù)合材料中PANI摻雜率為16%，和未摻雜處理的復(fù)合材料相應(yīng)值近似，而同步摻雜后摻雜率提高至