聚苯胺纳米纤维薄膜的制备及其电化学电容行为.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao1OctoberActaPhys．一Chim．Sin．2011，27(10)，2333—23392333[Article】、nnr．whxb．pku．edu．ca自支撑石墨烯，聚苯胺纳米纤维薄膜的制备及其电化学电容行为卢向军窦辉杨苏东郝亮张方张校刚(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016)摘要：用真空抽滤氧化石墨(GO)与聚苯胺(PANI)纳米纤维的混合分散溶液，流动组装得到自支撑GO／PANI复合薄膜，再利用气态水合肼还原其中的GO，最后重新氧化和掺杂还原态PANI，制备了自支撑石墨烯(GN

2、)／PANI薄膜．扫描电子显微镜(SEM)结果显示，GN／PANI薄膜为层状结构，且PANI纳米纤维均匀插层于GN片间．PANI纳米纤维在复合薄膜中的存在有效增大了GN之间的层间距．有利于电解液离子与GN充分接触．GN的高电导性则有利于PANI氧化还原过程中的电荷传输．电化学测试表明，GN／PANI薄膜在1tool·LHCI电解液中具有良好的电化学电容性能，在0．1A·g。的电流密度下的比容量为495F·g～，在3A·g。时为313F·g～．经过2000次连续充放电，其具有90％的电容保持率，表明该复合材料具有良好的电化学稳定性．关键词：石墨烯：聚苯胺

3、：超级电容器：自支撑电极中图分类号：0646FabricationandElectrochemicalCapacitiveBehaviorofFreestandingGraphene，PoIyan-IineNanofibreFilmLUXiang—JunDOUHuiYANGSu-DongHAOLiangZHANGFangZHANGXiao—Gang(CollegeofMaterialScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naming210016,PR．Chi

4、na)Abstract：AfreestandingfiImcomposedofgraphene(GN)sheetsandpolyaniline(PANI)nanofibreswasfabricatedbyreducingagraphiteoxide(GO)／PANIprecursorthatwaspreparedbyflow—directedassemblyfrOmacomplexdispersionofGOandPANI．ThiswasfoIlowedbyreoxidationandredopingofthereducedPANIinthecompo

5、sitetorestoretheconductingPANIstructure．Ascanningelectronmicroscope(SEM)imageindicatesthattheGN／PANlfiImisalayeredstructurewithPANInanofibresuniformfVsandwichedbetweentheGNsheets．InthecompositefiIm．thePANInanofibrescanincreasethebasaIspacingbetweenGNsheets．Therefore，electrolytei

6、onshavebeferaccessibilitytotheGNsurfaces．TheGNsheetscanactascurrentcollectortodecreasetheinnerresistanceoftheelectrode，whichisconvenientf0relectronicandionictransportationduringtheredoxprocessofPAN1．TheelectrochemicalpropertiesofthefreestandingGN／PANIf¨mwereestimatedbycyclicvolt

7、ammetryandgalvanostaticcharge—dischargein1moI．LHCIelectrolyte．ElectrochemicaIanalysisdemonstratesthattheas—preparedGN，PANIfilmhasgoodcapacitivebehavior．Thespecificcapacitancewas495F·g～atacurrentdensityof0．1A·gandthecapacitancewas313F·g～evenatacurrentdensi~of3A·g～．After2000cyc。es

8、．thecapacitanceoftheGN／PANlfjlmdecreases10％0fit