磷钼酸-还原氧化石墨烯-聚苯胺改性阳极微生物燃料电池处理高氯酸盐废水的性能研究

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作者 杨佳琪 廉静 +3 位作者 赵娟 岳琳 郭延凯 郭金燕 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期933-940,共8页

采用磷钼酸(PMo12)-还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PAN)对微生物燃料电池(MFC)的阳极进行改性,构建单室空气阴极MFC,考察了材料结构、改性阳极形貌和MFC的电化学特性、产电特性和高氯酸盐去除性能,并探讨了改善MFC性能的机理。结果表明:... 采用磷钼酸(PMo12)-还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PAN)对微生物燃料电池(MFC)的阳极进行改性,构建单室空气阴极MFC,考察了材料结构、改性阳极形貌和MFC的电化学特性、产电特性和高氯酸盐去除性能,并探讨了改善MFC性能的机理。结果表明:相比空白阳极,PMo12-rGO-PAN改性阳极具有更多的电化学活性位点,其MFC循环伏安闭合曲线面积和交换电流密度分别提高了2.34、9.36倍,电荷转移内阻降低了85.87%。在560 mg/L高氯酸盐下,该阳极MFC产生最大输出电压为160.03 mV;在运行过程中,该阳极MFC对高氯酸盐的还原率始终高于空白阳极。该阳极通过改善微生物的附着条件和提高阳极电子转移速率提升了MFC的运行性能。 展开更多

关键词 磷钼酸 还原氧化石墨烯 聚苯胺 微生物燃料电池 阳极 高氯酸盐 产电

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功能填料的制备及其对硅树脂涂层性能的影响 被引量：3

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作者 李玉峰 李怀阳 +3 位作者 王万兵 张若男 史凌志 高晓辉 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1256-1262,共7页

为了提高涂层的防腐蚀性能,首先以植酸为掺杂剂,采用化学氧化法制备磷化聚苯胺(P-PANI);再采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)并对其进行还原得到还原氧化石墨烯(RGO),然后将P-PANI、RGO作为功能填料加入到硅树脂(SiR)中,刷涂在镁锂... 为了提高涂层的防腐蚀性能,首先以植酸为掺杂剂,采用化学氧化法制备磷化聚苯胺(P-PANI);再采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)并对其进行还原得到还原氧化石墨烯(RGO),然后将P-PANI、RGO作为功能填料加入到硅树脂(SiR)中,刷涂在镁锂(Mg-Li)合金表面制备了P-PANI/RGO/SiR复合涂层。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了功能填料的结构和形貌;研究了功能填料对涂层基本性能、疏水性能和防腐蚀性能的影响。结果显示:同时加入P-PANI和RGO的SiR涂层表现出较好的性能,干湿附着力均为0级,接触角为97.24°,腐蚀电流密度仅为4.03×10^-7 A×cm^-2,腐蚀防护效率高达97.64%。 展开更多

关键词 聚苯胺 还原氧化石墨烯 硅树脂 镁锂合金 防腐蚀

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纳米纤维素复合纸基超级电容器的制备与性能 被引量：3

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作者 陈港 林东瀚 方志强 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期118-127,共10页

以制备的纳米纤维素(NFC)、还原氧化石墨烯(RGO)及聚苯胺(PANI)为原料,按照一定的质量比进行混合超声分散,经真空抽滤得到NFC/RGO(NR)和NFC/RGO/PANI(NRP)复合纸基电极材料.探讨了NFC的羧基含量与复合纸基电极的电学性能和机械性能的关... 以制备的纳米纤维素(NFC)、还原氧化石墨烯(RGO)及聚苯胺(PANI)为原料,按照一定的质量比进行混合超声分散,经真空抽滤得到NFC/RGO(NR)和NFC/RGO/PANI(NRP)复合纸基电极材料.探讨了NFC的羧基含量与复合纸基电极的电学性能和机械性能的关系,以获得性能更优的复合纸基电极.最后以聚乙烯醇/硫酸(PVA/H_2SO_4)为电解质,制备了NFC/RGO和NFC/RGO/PANI复合纸基超级电容器(NRS和NRPS).结果表明:通过改变NFC、RGO及PANI的质量比,NFC可以有效阻止RGO和PANI的团聚,同时其亲水特性可以有效提高电解质离子的扩散速率;NFC羧基含量增加可以提高复合材料间的结合,从而提升复合纸基电极材料的电学性能和机械性能;当NFC、RGO和PANI的质量比为5∶3∶3时,在0.5A/g电流密度下,NRPS纸基超级电容器的比电容为305F/g,经过1000次循环后其比电容仍可保留起始的98.3%,表现出良好的电化学循环稳定性. 展开更多

关键词 纳米纤维素 还原氧化石墨烯 聚苯胺 复合纸基超级电容器

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三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其超级电容性能 被引量：42

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作者 汪建德 彭同江 +1 位作者 鲜海洋 孙红娟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第1期90-98,共9页

以制备的氧化石墨凝胶和聚苯胺纳米线为原料,将二者按一定的质量比进行混合超声分散,再以混合分散液为前驱体采用一步水热法制备得到三维还原氧化石墨烯(RGO)/聚苯胺(PANI)(RGP)复合材料,采用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线衍射(XR... 以制备的氧化石墨凝胶和聚苯胺纳米线为原料,将二者按一定的质量比进行混合超声分散,再以混合分散液为前驱体采用一步水热法制备得到三维还原氧化石墨烯(RGO)/聚苯胺(PANI)(RGP)复合材料,采用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等分析研究了复合材料的形貌、结构和超级电容性能.结果表明,复合材料既保持了还原氧化石墨烯的基本形貌,又能使聚苯胺较好地镶嵌在还原氧化石墨烯的网状结构中;且当氧化石墨与聚苯胺的质量比为1:1时复合材料在0.5 A·g-1电流密度下比电容可高达758 F·g-1,即使在大电流密度(30 A·g-1)下其比容量仍高达400 F·g-1,在1 A·-1电流密度下循环1000次后比容量保持率为86%,表现出了良好的倍率性能和循环稳定性,其超级电容性能远优于单纯的还原氧化石墨烯和聚苯胺,其优异的超级电容性能可归咎于二者的相互协同作用. 展开更多

关键词 氧化石墨凝胶 聚苯胺 水热法 三维还原氧化石墨烯/聚苯胺 超级电容性能

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氮掺杂还原氧化石墨烯负载铂催化剂的制备及甲醇电氧化性能 被引量：7

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作者 王丽 马俊红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1267-1273,共7页

采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO),得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO),以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂.采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)谱及拉曼光谱等技术对N-RGO和Pt/N-RG... 采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO),得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO),以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂.采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)谱及拉曼光谱等技术对N-RGO和Pt/N-RGO的形貌及结构进行了表征,用循环伏安、计时电流等电化学技术研究了Pt/N-RGO电极催化剂对CO溶出反应和甲醇电氧化反应的催化性能.结果表明:高温热解PANIGO可同时实现GO的还原及其氮掺杂的过程,氮掺杂引起还原氧化石墨烯碳材料表面缺陷结构和导电性的增加;与相应的未掺杂氮样品Pt/RGO相比较,Pt/N-RGO样品上Pt颗粒的分散更均匀,显示出更强的抗CO毒化能力和更高的甲醇电氧化催化活性及稳定性. 展开更多

关键词 聚苯胺 还原氧化石墨烯 氮掺杂 铂电催化剂 甲醇氧化

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聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料的制备及其在超级电容器中的应用 被引量：3

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作者 黄晓萍 黄志锋 +3 位作者 苏炜华 赵亚楠 胡晓兰 白华 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期840-847,共8页

针对聚苯胺作为赝电容超级电容器电极材料时存在循环稳定性差的问题,设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维.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... 针对聚苯胺作为赝电容超级电容器电极材料时存在循环稳定性差的问题,设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维.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5000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. 展开更多

关键词 聚苯胺纳米纤维 还原氧化石墨烯 纳米卷 循环稳定性

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二次掺杂制备聚苯胺/石墨烯/碳纳米管复合材料及其防腐性能 被引量：5

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作者 李昱锋 孔明洁 +1 位作者 李斌 杨小刚 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期81-90,共10页

在高氯酸体系中通过原位聚合将苯胺(ANI)单体分别与还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)制备了一次掺杂态产物PANI/RGO和PANI/CNTs,产物分别经氨水解掺杂后,在高氯酸体系中经二次掺杂制备得到二次掺杂态聚苯胺/石墨烯/碳纳米管(Redoped... 在高氯酸体系中通过原位聚合将苯胺(ANI)单体分别与还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)制备了一次掺杂态产物PANI/RGO和PANI/CNTs,产物分别经氨水解掺杂后,在高氯酸体系中经二次掺杂制备得到二次掺杂态聚苯胺/石墨烯/碳纳米管(Redoped PANI/RGO/CNTs)复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外光谱对其不同产物形貌和结构进行表征,通过电化学工作站测试了不同产物在3.5%NaCl溶液的防腐蚀性能。结果表明,在RGO与ANI质量比为1:20、CNTs与ANI质量比为1:20时,二次掺杂态产物中聚苯胺纳米纤维可分别在RGO和CNTs上均匀生长并形成网状结构,纤维长度达到850 nm,形貌均一,其防腐蚀性能最优异,缓蚀效率可达81.79%。通过二次掺杂将PANI/RGO和PANI/CNTs复合制备Redoped PANI/RGO/CNTs材料,可有效避免石墨烯和碳纳米管在制备复合材料过程中的团聚,得到结构规整、防腐性能更优异的复合材料。 展开更多

关键词 高氯酸 还原氧化石墨烯 碳纳米管 聚苯胺 电化学 掺杂

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石墨烯/酒石酸掺杂态聚苯胺的制备及防腐性能 被引量：4

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作者 王传洁 杨小刚 +1 位作者 李斌 陈浩岩 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期143-148,156,共7页

在酒石酸体系下,采用原位聚合法合成还原氧化石墨烯(RGO)/一次掺杂态聚苯胺(PANI)纳米复合材料,经氨水解掺杂后,再对其进行二次掺杂得到RGO/二次掺杂态PANI纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱、紫外光谱和扫描电子显微镜测试技术,分... 在酒石酸体系下,采用原位聚合法合成还原氧化石墨烯(RGO)/一次掺杂态聚苯胺(PANI)纳米复合材料,经氨水解掺杂后,再对其进行二次掺杂得到RGO/二次掺杂态PANI纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱、紫外光谱和扫描电子显微镜测试技术,分析了不同配比RGO/PANI纳米复合材料的官能团及表面形态特征。并通过电化学测试技术研究了RGO/PANI薄膜在模拟海水体系中的防腐性能。结果表明,还原氧化石墨烯与苯胺质量比为1∶15时产物形貌及防腐效果最佳,其中,RGO/一次掺杂态PANI的缓蚀效率可达70.2%;RGO/二次掺杂态PANI防腐性能更优,缓蚀率高达75.6%。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯 聚苯胺 酒石酸 二次掺杂 防腐

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石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用 被引量：9

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作者 田杰 王元有 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期615-621,共7页

本研究以低成本、易规模化的亲水性石墨烯/氧化石墨烯为前驱体,通过原位聚合的方法制备石墨烯/氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,经过化学还原后制备得到石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM... 本研究以低成本、易规模化的亲水性石墨烯/氧化石墨烯为前驱体,通过原位聚合的方法制备石墨烯/氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,经过化学还原后制备得到石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外变化光谱仪(FT-IR)对制备的材料进行了结构和形貌的表征。运用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)、电化学阻抗法(EIS)等测试复合材料的电化学性能,结果表明,与纯聚苯胺和石墨烯/氧化石墨烯/聚苯胺相比,石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能有显著提高,在电流密度为1 A·g^(-1)时,比电容达到333.5 F·g^(-1)。 展开更多

关键词 石墨烯/氧化石墨烯 石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺 超级电容器 电化学性能

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还原氧化石墨烯-聚苯胺复合薄膜制备及其室温下NH3敏感性能 被引量：2

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作者 陈浩 彭同江 +1 位作者 孙红娟 刘君泽 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期9202-9207,共6页

以改进Hummers法获得的氧化石墨为原料制备氧化石墨烯,采用一步水热合成法制备了还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PANI)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和气敏测试仪对rGO-PANI复合薄膜的结构、形... 以改进Hummers法获得的氧化石墨为原料制备氧化石墨烯,采用一步水热合成法制备了还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PANI)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和气敏测试仪对rGO-PANI复合薄膜的结构、形貌和氨气敏感性能进行分析。结果表明,rGO-PANI复合材料比单纯的rGO、PANI的气敏性能更加优异;随着PANI与rGO质量比的增加,灵敏度呈现减小趋势,而响应-恢复时间呈现增大的趋势。在室温下,当聚苯胺与氧化石墨质量比为1:1时复合薄膜氨敏性能最佳,灵敏度50.26%,响应时间156 s,恢复时间214 s。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯/聚苯胺复合 一步水热合成法 室温 NH3敏感性能

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二氧化锰/石墨烯/N-取代羧基聚苯胺复合修饰电极对亚硝酸根的电化学催化研究 被引量：5

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作者 叶小爱 章家立 +1 位作者 关婷婷 史怡炜 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期39-44,共6页

采用电聚合、静电吸附和恒电位还原的方法在玻碳电极上制备了均匀修饰的还原氧化石墨烯/N-取代羧酸聚苯胺(rGO/NPAN)复合膜。以其为支撑,利用滴涂法将高电催化活性的二氧化锰负载于复合膜上,形成MnO_2/rGO/NPAN复合修饰电极。通过扫描电... 采用电聚合、静电吸附和恒电位还原的方法在玻碳电极上制备了均匀修饰的还原氧化石墨烯/N-取代羧酸聚苯胺(rGO/NPAN)复合膜。以其为支撑,利用滴涂法将高电催化活性的二氧化锰负载于复合膜上,形成MnO_2/rGO/NPAN复合修饰电极。通过扫描电镜(SEM)对复合膜的形貌进行表征,讨论了NPAN电聚合圈数、GO浓度、电还原时间和pH值等因素对电化学活性和电催化活性的影响。结果表明:该修饰电极具有低的检测电位和高的电化学响应,检测亚硝酸根的浓度范围为0.5×10^(-6)~5.13×10^(-2)mol/L,灵敏度为14.075μA·(mmol/L)^(-1),检出限(S/N=3)低至0.2μmol/L。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯 N取代羧基聚苯胺 二氧化锰 亚硝酸根 电化学传感

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RGO/PANI复合纤维柔性电极的制备及性能 被引量：5

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作者 李亮 唐芊 陈旭丽 《电池》 CAS 北大核心 2021年第1期3-7,共5页

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,用一步水热法制备还原氧化石墨烯(RGO)纤维,再采用电化学沉积法在纤维上沉积聚苯胺(PANI),制备RGO/PANI复合纤维电极,用于纤维状超级电容器。所得复合纤维电极在0~1 V充放电,电流为1 ... 以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,用一步水热法制备还原氧化石墨烯(RGO)纤维,再采用电化学沉积法在纤维上沉积聚苯胺(PANI),制备RGO/PANI复合纤维电极,用于纤维状超级电容器。所得复合纤维电极在0~1 V充放电,电流为1 A/g时的比电容达到209.6 F/g,以10 A/g的电流循环10000次,电容保持率仍有95.6%。 展开更多

关键词 柔性超级电容器 纤维电极 还原氧化石墨烯(RGO) 聚苯胺(PANI)

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石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰纳米复合材料的制备 被引量：2

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作者 任莉君 张新博 +1 位作者 陆航 谭红艳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期72-75,共4页

成功制备了石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰(RGO/PANI/Mn3O4)纳米复合材料。首先,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,在氧化石墨烯(GO)片层上氧化聚合苯胺单体,制备氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI),再通过水热法将GO还原并热解Mn(Ac)2·4H2O从而制得RGO... 成功制备了石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰(RGO/PANI/Mn3O4)纳米复合材料。首先,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,在氧化石墨烯(GO)片层上氧化聚合苯胺单体,制备氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI),再通过水热法将GO还原并热解Mn(Ac)2·4H2O从而制得RGO/PANI/Mn3O4复合材料。形貌和结构表征结果表明Mn3O4纳米颗粒均匀生长在以PANI为导电连接层的RGO片层上。 展开更多

关键词 石墨烯 聚苯胺 四氧化三锰 纳米复合材料

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聚苯胺-还原氧化石墨烯复合材料的比电容及超级电容性能（英文） 被引量：1

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作者 曾向东 赵晓昱 +3 位作者 韦会鸽 王彦飞 唐娜 沙作良 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2035-2041,共7页

通过同步还原聚苯胺(PANI)-氧化石墨烯(GO)复合物制备得到了聚苯胺-还原氧化石墨烯(PANI-rGO)。由于复合材料中PANI提供了氧化还原反应的电荷,使得PANI-rGO复合材料具有较大的比电容。通过扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见光谱和热重量分... 通过同步还原聚苯胺(PANI)-氧化石墨烯(GO)复合物制备得到了聚苯胺-还原氧化石墨烯(PANI-rGO)。由于复合材料中PANI提供了氧化还原反应的电荷,使得PANI-rGO复合材料具有较大的比电容。通过扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见光谱和热重量分析法(TGA)对复合物进行了结构和形态的分析。复合材料的形态呈薄片状,聚苯胺是均匀地包裹在氧化石墨烯上的。当电流密度为20 A·g^(-1)时,PANI-rGO复合材料的比电容可高达1069 F·g^(-1)(1.71 F·cm^(-2)),是PANI-GO复合材料的五倍,这是因为复合材料中还原氧化化石墨烯的大比表面和高电导性所引起的。 展开更多

关键词 聚苯胺.还原氧化石墨烯 聚苯胺-氧化石墨烯 比电容 操作电压

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