聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯复合纳米卷及其在超级电容器中的应用

Abstract

聚苯胺是一种高比电容、高倍率性能的赝电容超级电容器电极材料，但是其存在循环稳定性差的问题。本文设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维以改善聚苯胺纳米纤维的循环稳定性。采用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法制备了聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱以及X-射线衍射等对该复合材料的形貌、组成和结构进行表征，并采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗等方法对其电容性能进行了研究。结果表明，利用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法能够成功将聚苯胺纳米纤维包裹进氧化石墨烯纳米卷中，最终将氧化石墨烯还原后得到聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料；该复合材料经过5 000次循环充放电后电容量保持率达到75%。当复合材料中的聚苯胺纳米纤维质量分数为67%时，该复合材料在2.2 A/g的电流密度下，质量比电容达到639 F/g，表现出优异的电容性能。