1. 研究目的与意义
随着环境污染，能源紧缺等一系列问题的变得越来越严重，新型环保能源的开发利用以及关于其储能装置的研究得到收到了广泛的关注。其中超级电容器尤为受到重视。超级电容器，又称电化学电容器，是建立在德国物理学家helmholtz所提界面双电层理论基础上的一种全新电容器，它的性能介于普通电容器与二次电池之间，很好的填补了二者之间空白[1]。在计算机存储备份系统、便携式消费性电子产品、混合动力汽车、工业规模电力和能源管理等方面，已经展现出巨大的潜能。并且随着人们对生活要求的提高及电子产品的快速发展，具有质轻、尺寸小、可穿戴的柔性超级电容器受到人们广泛的关注。与此同时，随着便携式、可穿戴等新颖概念的提出及其电子设备（如电子纸、柔性显示器、柔性生物传感和可植入式多媒体设备、以及柔性电池）的出现，柔性电子技术将会在很大程度上改变人们的生活方式[2]。关于研究如何得到柔性、轻质、高机械强度和高效的储能设备的研究也越来越多。
作为一种新型的电能存储器件，超级电容器具有以下优点：相比于传统的平行板电容器，具有更高的能量密度（即能存储更多的能量；相比于锂离子电池，具有更高的功率密度（即能更快速地进行充放电）和更高的循环稳定性（即更长的寿命）。超级电容器作为介于普通电容器和电池之间的储能器件，因其高功率密度、快速的充放电速率、较稳定的循环寿命以及操作安全等优点吸引了很多人的研究兴趣。对于超级电容器来说，如何提高其性能的关键就在于改善它的工作电极材料，超级电容器电极材料的研究主要分为碳材料、金属氧化物、导电聚合物，其中多孔炭材料研究最为热门，且已有成效[3]。
柔性电源作为柔性电子产品的基础能量供应源,在保证优异的电化学性能的前提下,还必须满足在机械变形条件下的正常工作状态。柔性超级电容器就是是一类可折叠、质轻、可穿戴的超级电容器，正在被广泛地研究使得其满足特殊环境的需求。柔性超级电容器既有超级电容器电容大，性能稳定等特点，也具有柔性、可折叠的特点，可用于如可穿戴储能器、可折叠电子产品等。与传统的非柔性超级电容器不同，在柔性超级电容器中，正负电极、隔膜、电解质、集流体和封装外壳均是柔性的，这就赋予了柔性超级电容器各式各样的形状。从实际的研究来看，柔性超级电容器的制备有赖于获得合适的柔性电极，因而该领域的研究者也把主要精力放在了高性能柔性电极的制备上。截止到目前，关于柔性电极和柔性超级电容器的研究已经形成了一个庞大而复杂的体系，所制备的柔性电极和柔性超级电容器展现出了丰富多彩的物理形态和功能特色石墨烯作为双电层电容性的碳材料，具有较其它碳材料性能突出的优点，如超高比表面积、出色的导电性、制备成本低且可大批量生产，潜在应用前景广泛。柔性超级电容器的结构和材料是影响其性能的关键因素,也是解决目前超级电容器所存在的问题的突破口。制备柔性电容器的关键是电极的制备，电极也需具有柔性特点，故将成为未来超级电容器发展的一个重要方向。
2. 研究内容和预期目标
1、石墨烯纤维的制备
常规湿法纺丝法将高浓度的go液晶分散液挤出到naoh/甲醇溶液中固化形成连续的go纤维，经氢碘酸还原并干燥后获得rgo纤维[15]。
2、导电高分子/石墨烯杂化纤维的制备
3. 研究的方法与步骤
(1)氧化石墨烯的制备
氧化石墨烯（go）的制备采用改进的 hummers[2]方法进行。具体步骤如下，将 12 g 石墨和 6 g nano3加入 350 ml 浓硫酸中，冰水浴冷却至 0° c，待机械搅拌均匀后缓慢加入72 g kmno4，加入速度以保持反应温度低于20°c为准，继续搅拌2 h 后升温到 35oc 氧化 6 小时。缓慢添加550 ml 去离子水稀释，然后升温至98 °c 保温10 min，水浴冷却至室温，继续添加1600 ml去离子水稀释，搅拌下添加30 wt %双氧水，直到没有气泡产生为止。将所得亮黄色产物转移到离心管中在8000 rpm 下进行离心，收集并合并沉淀物。使用 10 %稀盐酸洗涤沉淀，继续离心，然后用无水乙醇洗涤3 遍。最后在40 o c 真空烘箱中干燥24 小时，得到棕黄色氧化石墨粉末。
(2)聚苯胺/石墨烯杂化纤维的制备
用稀聚合法在go和苯胺单体存在下合成了panigo纳米复合材料。在一个典型的过程中，在1mol/l hclo4水溶液中加入含9mg go的go水溶液15ml，超声处理，直至go完全分散。然后，在反应液中加入5ml乙醇，以避免溶液冻结。然后在上述溶液中加入苯胺单体 在10℃下搅拌30min,形成均匀的混合物。将氧化剂(nh4)2s2o8（aps）溶于5ml hclo4水溶液（苯胺/aps的摩尔比为1.5）中并冷却至10℃。通过快速加入预冷的氧化剂溶液进行聚合，并将混合物在10℃下搅拌24小时。获得祖母绿絮状沉淀，过滤并用大量0.1mol/l hclo4甲醇和乙醚洗涤。产品在45℃真空干燥24h[18]。
4. 参考文献
| [1]田俊峰;尹志刚;蒋登高;三维石墨烯/聚噻吩杂化材料制备及室温气敏性能[N]：《化工新型材料》2017年第06期 [2]麻伍军.石墨烯杂化纤维及其超级电容器的研究[D]上海.东华大学，2016 [3]X技术. 最新专利.电气元件制品的制造及其应用技术[P].中国专利.7065774 [4]X技术. 最新专利.电气元件制品的制造及其应用技术[P].中国专利.7065774 [5]PandolfoAG.Hollenkamp,A.F.CarbonPropertiesandTheirRolein Supercapacitors[J].J.Power Sources.2006.157(1):11-27 [6]HUMMERSWS, OFFEMAN R E. Preparation of Graphitic Oxide [J]. J. Am. Chem. Soc,1958, 80(6): 1339. [7]Rudge,A Davey,J.Raistrick,I.Gottesfeld,S.Conducting Polymers asActiveMaterialsinElectrochemical Capacitors.J.PowerSources1994,47,89–107. [8]Zhao,G.Y.Li,H.L.Preparationof PolyanilineNanowire ArrayedElectrodesforElectrochemicalSupercapacitors.MicroporousMesoporousMater.2008,110,590–594. [9]Gupta,V.Miura,N.ElectrochemicallyDeposited PolyanilineNanowire’sNetwork:AHigh-Performance ElectrodeMaterialforRedoxSupercapacitor.Electrochem.Solid-StateLett.2005,8,A630–A632. [10]Huang,J.Y.Wang,K.Wei,Z.X.ConductingPolymer NanowireArrayswithEnhancedElectrochemical Performance.J.Mater.Chem.2010,20,1117–1121. [11]Wang,K.Huang,J.Y.Wei,Z.X.ConductingPolyaniline NanowireArraysforHighPerformanceSupercapacitors.J.Phys.Chem.C2010,114,8062–8067. [12]Wang,Y.G.Li,H.Q.Xia,Y.Y.OrderedWhiskerliken Polyaniline GrownontheSurfaceofMesoporousCarbon andItsElectrochemicalCapacitancePerformance.Adv.Mater.2006,18,2619–2623. [13]Zhang,H.Cao,G.P.WangZ.Y.Yang,Y.S.Shi,Z.J.Gu,Z.N.Tube-Covering-TubeNanostructured Polyaniline/CarbonNanotubeArrayCompositeElectrode withHighCapacitanceandSuperiorRatePerformanceas WellasGoodCyclingStability.Eletrochem.Commun.2008,10,1056–1059. [14]Zhang,H.Cao,G.P.WangW.K.Yuan,K.G.Xu,B.Zhang,W.F.Cheng,J.Yang,Y.S.Influenceof MicrostructureontheCapacitivePerformanceof Polyaniline/CarbonNanotubeArrayCompositeElectrodes.Electrochim.Acta2009,54,1153–1159. [15].Wang,H.L.Hao,Q.LYang,X.J.Lu,L.D.Wang,X.GrapheneOxideDopedPolyanilineforSupercapacitors.Electrochem.Commun.2009,11,1158–1161. [16]XU Z, GAO C. Graphene chiral liquid crystals and macroscopic assembled fibres [J]. Nat. Commun., 2011, 2:571. [17] SHIN M K, LEEB, KIMSH, et al. Synergistic toughening of composite fibres by self-alignment of reduced graphene oxide and carbon nanotubes [J]. Nat. Commun., 2012, 3:650. [18] XUZ, LIUZ, SUNH, et al. Highly Electrically Conductive Ag-Doped Graphene Fibers as Stretchable Conductors [J]. Adv. Mater., 2013, 25(23): 3249-3253. [19]Jingjing Xu,Kai Wang,Sheng-Zhen Zu, Bao-Hang Han,and Zhixiang Wei [20]National Center for Nanoscience and Technology, No. 11 Beiyitiao, Zhongguancun, Beijing 100Conway, B. E. Electrochemical Supercapacitors, Scientific Fundamentals and Technological Applications; Kluwer Academic/Plenum: New York, 1999.190, China.
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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：氧化石墨烯的制备；
（3）第4周：氧化石墨烯纤维的制备；
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