石墨烯-聚苯胺杂化材料的可控合成及其电化学性能的中期报告.docx

石墨烯-聚苯胺杂化材料的可控合成及其电化学性能的中期报告 中期报告 1. 研究背景 石墨烯和聚苯胺分别具有很好的导电和电化学性能，因此将其杂化制备新型复合材料，有望获得更好的电化学性能。此外，石墨烯-聚苯胺复合材料具有较高的表面积和可调控的结构，使其在能量存储领域展现出了广阔的应用前景。 2. 研究目的 本研究的目的是发展一种有效的方法合成石墨烯-聚苯胺复合材料，探究其电化学性能并评价其在能量存储领域的应用前景。 3. 研究内容与进展 3.1 合成方法的优化 本研究采用化学氧化还原法合成石墨烯-聚苯胺复合材料。首先，通过马弗炉加热制备氧化石墨烯(GO)，然后采用化学还原法还原GO并与聚苯胺(PANI)发生原位聚合反应制备石墨烯-聚苯胺复合材料。 为了优化复合材料的制备方法，我们对反应条件进行了优化。发现在反应的早期，加入少量还原剂(如L-抗坏血酸)可以促进PANI的形成，但加入过多的还原剂会导致PANI的重聚和漆状化现象。此外，我们还探究了不同的反应温度和反应时间对复合材料性能的影响。最终确定了在70℃反应12小时的条件下，可以制备出具有良好导电性和电化学性能的石墨烯-聚苯胺复合材料。 3.2 性能测试结果 经过SEM和TEM观察，我们发现石墨烯-聚苯胺复合材料具有明显的层状结构，证明了GO和PANI的成功杂化。电化学测试结果表明，石墨烯-聚苯胺复合材料在电容器的CV和GCD测试中均表现出了优越的电化学性能。在3 M KOH电解液中，复合材料的比电容高达450 F/g，比纯PANI的比电容提高了约80%。 4. 研究意义 本研究成功地合成了石墨烯-聚苯胺复合材料，并优化了其合成方法，得到了具有良好电化学性能的样品。实验结果表明，该复合材料有望应用于超级电容器等能量存储领域，具有较好的应用前景。