纤维素基导电复合材料的制备及应用研究开题报告

 2021-08-08 14:02:46

1. 研究目的与意义

制备性能稳定的材料、获得导电性良好的电解液以及提高材料的比电容值等各方面进行研究,其中制备具有高比电容值的电极材料是关键。

目前超电容材料主要有碳材料、金属氧化物以及导电聚合物等。

在面对能源和环境的挑战,以低加工成本制造高性能设备是非常有必要的,而超级电容器能够储存更多的能量,并且比电池的循环寿命更长。

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2. 国内外研究现状分析

近几十年来,科学工作者一直在致力于纤维素/氧化石墨烯/聚苯胺三元导电复合材料的化学结构研究和改性工作取得显著成果。

amin goljanian tabrizi[1]等采用传统的方法制备聚苯胺/氧化石墨烯。在纳米结构中,苯胺单体和过硫酸铵被添加到氧化石墨烯的酸性溶液。他们在含有硫酸铵的酸性介质中。然后加入苯胺单体进行原位聚合。这种纳米结构具有最高多孔性和特异性的pani/go-h2so4电极的明确纳米阵列表面积。研究成果:介绍了在石墨烯/氧化石墨烯电极表面制备pani纳米阵列的方法,该电极可用于超级电容器、锂离子电池、催化等多种应用领域。

linfei feng[2]等应用聚苯胺,一种在辐照下相当稳定的材料,解放了石墨烯因结构稳定性差而在γ射线环境下作为自由基清除剂应用的限制。然后得到聚苯胺官能化石墨烯氧化物。研究成果:制备了pgo纳米复合材料,并显示出均匀的层状形貌。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

本课题采用微晶纤维素、苯胺、氧化石墨烯等原料,制备纤维素/氧化石墨烯/聚苯胺/三元导电复合材料。研究聚苯胺掺杂量对复合材料导电性能与储能性能的研究。

研究计划:

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4. 研究创新点

先用微晶纤维素与氧化石墨烯进行接枝,然后将苯胺单体嵌入环糊精的空腔结构进行聚合得到纤维素/氧化石墨烯/聚苯胺三元导电复合材料;对得到的复合材料进行结构、热力学表征,最后进行导电性能研究,包括电导率、CV、GCD、EIS等测试。

氧化石墨烯(GO)为刚性层片结构、层片上有大量的厌氧官能团,使其能够与高聚物之间发生物理或化学作用,诱导高分子取向,增强复合材料界面作用力,从而提高复合材料的力学性能和碳收率。

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