摘要
导电聚合物自被发现以来，由于其在储能材料等领域的潜在优势而受到广泛应用，尤其是作为超级电容器电极材料。究其原因，导电性能良好、制备过程较容易及合成成本相对于其他材料比较低廉等特性起了重要作用。然而单一导电聚合物作为电极材料还存在一些缺陷，比如电化学利用率还不够高，充放电过程中电容快速衰减及循环稳定性较差等。近几年来，导电聚合物与其他材料的复合成为解决这些问题的有效途径之一。通常是以碳材料或者无机半导体作为基体材料，比如氧化石墨烯（GO），硫化钼（MoS2）等，通过物理共混或者原位氧化聚合反应得到复合材料。这类复合材料通过导电聚合物与基体材料之间的共轭效应能将两种单一组分的优异性能结合到一起，从而使其各项性能优于初始的两种材料，比如环境稳定性、能量利用率、电化学性能等。因此，将导电聚合物与GO或者MoS2复合以提高其作为超级电容器电极材料方面的性能是可行的，当然基体材料的选择及制备也是当前的研究热点。 本论文的主要内容如下： 1、以异丙苯过氧化氢（CHP）为氧化剂，FeCl2为还原剂，组成氧化还原体系，通过一步原位聚合法合成出PANI以及均一PANI-GO纳米复合材料。在PANI-GO复合材料合成过程中，探索了不同苯胺单体与GO质量比对材料结构以及电化学性能的影响。结果表明，当苯胺单体与GO的质量比为18:1时最佳。此时，PANI与GO的复合程度最好，经TEM和SEM电镜可发现PANI均匀覆盖在GO片层的表面形成蜂巢状结构。而用此氧化还原体系合成的单一 PANI呈鳞片状。此外，经复合之后，复合材料的电化学性能也有显著提高，根据恒电流充放电测试，2mol L-1H2SO4作为电解液，在1A g-1电流密度下PANI-GO的比电容可达到308F g-1，且在10A g-1下充放电1000次后，其Csp仍可保持80%。PANI-GO复合材料的各项性能优于单一PANI可能得益于PANI与GO之间的协同作用。 2、首先用硫脲和Na2MoO4在水中反应合成前驱体之后，再通过水热法反应得到MoS2。此种方法得到的MoS2是多层叠加的，再经超声处理之后，可得到少层或单层MoS2，后续，在水热反应中引入预先制备成功的PPy纳米管，这样可以在MoS2结晶生长过程中发生复合反应，得到MoS2-PPy复合材料。结果表明，片层状MoS2均匀覆盖在PPy纳米管的表面，且复合材料的各项性能比单一的两种材料都要好。 3、以FeCl3为引发剂，与水杨酸在水中形成的配合物，在不同温度下，通过一步氧化聚合反应制备出PANI。通过TEM，FTIR，XRD，TGA，DSC等手段对其进行了结构和形貌的表征。结果表明，不同反应温度下得到的PANI的结构和形貌各不相同。对样品进行电化学性能分析可得，电极材料的倍率性能较好，但是整体Csp值不高，仍有提高的空间。此外，关于不同反应温度对PANI结构和性能的影响规律目前仍在进一步研究中。
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