聚吡咯/石墨烯复合气凝胶制备及超电容性能

摘要

为充分利用导电聚吡咯独特的掺杂结构与石墨烯气凝胶丰富的多孔结构,研究了氧化还原活性剂对聚吡咯/石墨烯气凝胶的结构及电化学性能的影响,并制备性能优异的电极复合材料。以对苯醌作为氧化还原活性剂,使用一步水热法制备聚吡咯/石墨烯水凝胶,冷冻干燥后制备得到氧化还原活性复合气凝胶。扫描电子显微镜结果表明,引入对苯醌后有利于获得有序的三维网络结构。傅里叶变换红外光谱、X射线衍射测试结果表明,复合材料中吡咯被成功聚合的同时氧化石墨烯被还原为石墨烯。电化学测试结果表明,对苯醌浓度为5 mmol/L时,复合气凝胶可获得最佳电化学性能,比电容可达304.0 F/g,循环10000次后可保持初始比电容的79.88%。将其与活性炭组装成非对称超级电容器,可获得高的能量密度(41.56 Wh/kg)与功率密度(400 W/kg)。