Pickering乳液模板法制备石墨烯/聚苯胺空心微球及其在超级电容器中的应用

作     者：李伟 王艺晨 王瑶琪 张颖 罗静 Wei Li;Yichen Wang;Yaoqi Wang;Ying Zhang;Jing Luo

作者机构：合成与生物胶体教育部重点实验室江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2023年第39卷第2期

页      面：17-25页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51873080) 

主　　题：Pickering乳液 石墨烯 聚苯胺 空心微球 超级电容器 

摘      要：以离子液体(IL-NH2)对氧化石墨烯进行修饰,得到离子液体修饰的还原氧化石墨烯(rGO-IL),将其作为颗粒乳化剂稳定含有苯胺单体的油相,制备稳定均匀的Pickering乳液,然后通过引发苯胺单体聚合得到石墨烯/聚苯胺空心微球。离子液体的引入不仅可以调节Pickering乳化剂的润湿性,还能避免降低材料的电导率。通过控制IL-NH2对石墨烯的修饰程度调节了rGO-IL的润湿性,并探究了rGO-IL的润湿性、浓度以及乳化时的油水比对Pickering乳液性质的影响。利用超景深三维显微镜观察了rGO-IL稳定的Pickering乳液状态;利用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对所得石墨烯/聚苯胺空心微球的化学结构和形貌进行了观察;利用循环伏安法与恒流充放电法对空心微球的电容性能进行了探究。结果显示,石墨烯/聚苯胺空心微球比电容可以达到451.8 F/g,是二维石墨烯/聚苯胺材料的近2倍(227 F/g);另外空心微球表现出良好的倍率性能,当电流密度从0.5 A/g增加至10 A/g时,其电容保持率高达92.4%,远高于二维材料的46.5%。