论文部分内容阅读
超级电容器作为一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,其具有高容量、高功率密度、稳定性好和寿命长的优点,受到科研人员广泛研究。电极材料的高容量和高稳定性直接影响超级电容器性能。此外,柔性可穿戴设备的发展使研究高稳定性和生物安全性的柔性储能器件外壳也颇为重要。石墨烯独特的共轭结构使其具有优异的导电性、高机械强度和高电化学稳定性等性能,是优异的超级电容器电极材料。但是化学法制备的石墨烯具有各种缺陷和分层困难,导致其电化学性能远远达不到理论值。所以本文通过对石墨烯的改性、与导电聚合物PEDOT的复合和与纳米银的复合,采用不同方法制备一系列基于石墨烯的复合材料,并对其结构、形貌、电化学性能和生物安全性进行研究和表征。（1）基于制备噻吩基团功能化氧化石墨烯GO-TAA材料,将其与EDOT共聚得到具有规整的饼状复合形貌的GO-TAA-PEDOT复合材料。该复合材料相较于GO和GO/PEDOT具有更好的电化学性能,在电流密度为0.3 A?g-1时,表现出178.34 F?g-1的比容量;在较高电流密度(4 A?g-1)下的充放电中经过1000圈的循环,能保持93.75%的比容量。氧化石墨烯功能化能够有效地解决PEDOT和GO复合的均匀性问题。（2）基于石墨烯自支撑膜电极材料来替代电极中的集流体。使用电化学聚合法制备针状疏松海胆团簇的三明治结构的E-PEDOT/f-rGO复合膜材料,在电流密度为1 A?g-1时,E-PEDOT/f-rGO复合膜具有89.12 F?g-1的比容量;在较高电流密度(5 A?g-1)下的充放电中经过1000圈的循环,能保持92.47%的比容量。使用化学一步法得到疏松的三维网状结构的C-PEDOT/f-rGO复合膜材料,在电流密度为1 A?g-1时,C-PEDOT/f-rGO复合膜具有129.06 F?g-1的比容量;在较高电流密度(5 A?g-1)下的充放电中经过1000圈的循环,能保持94.86%的比容量。（3）基于超声波辅助液相法制备一种负载纳米银的氧化石墨烯复合材料AgNPs@GO,该材料能有效抑制铜绿假单胞菌生长。将该复合材料复合于柔性基体中,优选出0.48wt%-AgNPs@GO/PE柔性复合材料,具有更好的抑菌能力、更强的阻隔水蒸气性能和好的耐溶出性能,有望应用在柔性器件的外壳上。