三维多级孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及电化学性能

编号：CPJS06806

篇名：三维多级孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及电化学性能

作者：侯朝霞 赵蓝蔚

关键词： 三维多孔石墨烯 聚苯胺 模板法 KOH活化 电化学性能

机构： 沈阳大学机械工程学院辽宁省新型功能材料与化学工艺重点实验室

摘要： 采用水热法合成聚糠醇(PFA),探究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量和反应时间对PFA微观形貌的影响。将改进Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)对PFA、泡沫Ni进行包覆,探讨了PFA模板与GO不同质量比的包覆效果。去模板后成功构筑三维大孔石墨烯(3DrGO),3DrGO再经KOH活化获得三维多级孔石墨烯(3DPrGO),3DPrGO经与聚苯胺(PANI)原位复合获得3DPrGO/PANI复合材料。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和比表面(BET)分析法对材料的物相组成、微观结构、形貌、比表面和孔径进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱分析了3DPrGO/PANI复合材料的电化学性能。结果表明:通过控制糠醇、PVP及水的比例,在180℃水热反应24h成功制备了球径在500nm左右的PFA微球。在PFA与GO质量比为1∶1时包覆效果最佳。450℃热处理6h成功去除PFA模板并形成400~600nm左右的大孔,经KOH活化后,在3DPrGO上形成介孔结构。3DPrGO/PANI复合材料在0.5A/g电流密度下比电容为433F/g,在1A/g下1 000次循环充放电之后,3DPrGO/PANI复合材料的比电容保留率为75%,高于纯PANI的69%。