基于三维多孔石墨烯纤维的柔性超级电容器研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，近些年来可穿戴和便携式电子设备也急速发展，可穿戴电子设备渐渐进入人们的视野，而其中的代表--智能服装，成为了科研工作者的主要研究对象。智能服装的构想是一种走在科学前沿的为人们切身服务的一种功能性服装，其中智能监测，它可以监测人体的各种身体机能情况，及时的向服装穿戴者提供自身问题的各种反馈，使穿戴者更加了解自身状况，另外智能运动服也可以根据穿戴者的运动情况为穿戴者提供合理的运动方案。但是智能服装作为服装来说也必须具备服装的各种特点，美观多样、柔软舒适、随意折叠…等一些特性，这样就需要智能服装所包含的可穿戴便携电子设备也具有这些特性。另外可穿戴电子设备也存在储能方面的问题，能量储存和转换对于其显得尤为重要，相对于传统的锂离子电池来说，柔性超级电容器在各方面都有着诸多的优势

2. 研究内容和预期目标

研究内容

3. 研究的方法与步骤

方法

制备石墨烯纤维是将石墨烯氧化后纺织再还原的方法制备的。先用hummers法氧化石墨烯，把石墨薄片经强混酸和高锰酸钾氧化反应后合成氧化石墨烯，再利用湿法纺丝法换用不同的纺丝液和凝固浴纺织出氧化石墨烯纤维和纱线。对获得的不同情况的氧化石墨烯纤维进行还原，最终成为石墨烯纤维，之后对它进行表征，使用循环伏安法和恒电流充电-放电实验，测算出电容值。石墨烯的机械性能表明可以直接加工成纤维，而不需要任何交联步骤，最终生产出来高比表面积和高夹层间距的石墨烯电极，组装成拥有高能量密度和功率密度的柔性超级电容器。

步骤

lc go的合成。利用hummers法合成氧化石墨烯液晶。按照c:h2so4：nano3：kmno4为6:6:3:36的比例配制药品。在三颈烧瓶中加入6克石墨、250ml浓h2so4、3克硝酸钠冰水浴搅拌10min混匀。缓慢加入36克高锰酸钾，继续搅拌1h。升温到35℃，恒温搅拌4h，冰水浴缓慢加入250ml去离子水。将溶液倒入1000ml烧杯中，加入500ml去离子水，继续搅拌并缓慢滴入h2o2，直到无气泡冒出，形成土黄色分散液。将所得分散液洗涤，并用离心盐酸溶液（62:10 体积的去离子水/ 36%盐酸）。用无水乙醇重复离心洗涤步骤三次，得到氧化石墨烯。

4. 参考文献

[1]zhou w, zhou k, liu x, et al. flexiblewire-like all-carbon supercapacitors based on porous core-shell carbon fibers[j]. j. mater. chem. a, 2014, 2(20): 7250-72_5_5.

[2]yu d, zhai s, jiang w, et al.transforming pristine carbon fiber tows into high performance solid-state fibersupercapacitors[j].adv.mater.,2015, 27(33):489_5-4901.

[3]hsu y k, chen y c, lin y g, et al.high-cell-voltage supercapacitor of carbon nanotube/carbon cloth operating inneutral aqueous solution [j]. j. mater. chem.,2012, 22(8): 3383一3387.

5. 计划与进度安排

（1）第1周~第2周：查阅文献资料，撰写开题报告；

（2）第3周~第6周：设计实验步骤及工艺；

（3）第7周~第11周：完成相关实验；