石墨烯与聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用

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1、多妻未交万方数据硕士学位论文石墨烯与聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用GraphenePolyanilineNanocompositesforhighperformanceSupercapacitorelectrodes作者：胡萌导师：何大伟教授北京交通大学北尿父通大字2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以

2、供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：瑚萌导师签名：<撕J签字日期：乃『牛年6月“日签字目期：弘彳华年否月l岛日万方数据学校代码：10004北京交通大学北尿父嬗大字硕士学位论文密级：公开石墨烯与聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用GraphenePolyanilineNanocompositesforhighperformanceSupercapacit

3、orelectrodes作者姓名：胡萌导师姓名：何大伟学位类别：工学学科专业：光学工程学号：11121821职称：教授学位级别：硕士研究方向：光电材料与器件北京交通大学2014年6月万方数据致谢本文的工作是在导师何大伟教授的悉心指导下完成的，何老师以他严谨的治学态度、渊博的知识和科学的工作方法，给了我非常大的帮助和影响，在三年的硕士生涯期间，何老师不只是我学术上的导师，更是生活中的良师益友。在实验操作和论文撰写期间，何老师对于我的科研和论文都提出了许多的宝贵意见，谨此致以衷心的感谢和崇高的敬意。富鸣老师在学术上

4、也给予了我指引，每次组会报告上都会帮我找到很多问题并悉心指导，他认真的态度让我尊敬，在此向富鸣老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，吴洪鹏师兄、赵文师姐、刘永川、段嘉华、周亦康、耿欣等同学等对我论文中的理论、仪器操作、数据分析等研究工作给予了无私指导，在生活中遇到的困难也都热心的帮助我解决，在此向他们表达我的感激之情，也祝愿他们前程似锦。此外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。也是他们的付出，才让我有更多学习的机会。感谢我的朋友，帮我解决了论文撰写期间遇到的一些问题，希望他

5、们都能过得幸福。万方数据中文摘要摘要：石墨烯材料作为新型结构碳材料，具有优异的电学、力学、光学等特性，与导电聚合物复合，是高性能超级电容器电极材料的热点问题。本文以高性能的超级电容器电极材料为目标，制备了石墨烯材料、聚苯胺材料、氧化石墨烯／聚苯胺和石墨烯／聚苯胺复合材料以及将其作为电极材料组装成了超级电容器，并对比分析了这些电极材料的性能差别，主要研究内容如下：(1)采用Hummers法制各了单层氧化石墨烯和通过混合气体还原方法制备了石墨烯，通过SEM、XRD、FTIR表征手段对其进行了分析。(2)采用扣式结构

6、组装了石墨烯、活性炭超级电容器，选取了KOH作为电解液，测试了其循环伏安曲线、恒流充放电曲线和交流阻抗曲线。计算出了比电容量、能量密度等电学性质，并对其性能进行了比较分析。(3)采用化学氧化法制备了纯聚苯胺，原位聚合法制备了氧化石墨烯／聚苯胺复合材料，通过SEM、XRD、FTIR表征手段对其进行了分析，证实了氧化石墨烯与聚苯胺成功复合。(4)研究了聚苯胺和氧化石墨烯／聚苯胺在H2S04电解液中的电化学测试，包括循环伏安测试、恒流充放电测试和交流阻抗测试。研究了此电极材料对电容器性能的影响，计算出了比电容量、能量

7、密度等电学性质，并对其性能进行了比较分析。(5)采用原位聚合法制备了石墨烯／聚苯胺复合材料，通过改变了苯胺量、石墨烯量在复合材料中的百分含量，利用SEM、XRD、FTIR表征结果，进行了比较，来控制复合材料的形貌。(6)采用扣式结构组装了不同配比的石墨烯／聚苯胺超级电容器，测试了其在KOH电解液中的循环伏安曲线、恒流充放电曲线和交流阻抗曲线。计算出了比电容量、能量密度等电学性质，并与石墨烯电极材料的电化学性能进行了综合比较分析。关键词：电极材料；超级电容器；石墨烯；聚苯胺；比电容万方数据ABSTRACTABST

8、RACT：Asanews仃uctureofcarbonmaterials，graphenehasexcellentelectrical，mechanical，opticalpropertiesandotherproperties，谢Ⅱlconductivepolymerscomposite，isahotissueforthehigh-performancesupereapaeitore