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导电还原型氧化石墨烯/聚苯胺/聚乙烯醇纳米纤维用于超级电容器电极的电化学分析
2020/3/17 11:53:03 易丝帮

DOI:10.1007/s10854-020-03204-1

超级电容器是一种很有前途的电化学储能装置,其循环稳定性好、充电时间短、功率密度高,具有广阔的应用前景。电极作为超级电容器的核心部件,对超级电容器的比电容和性能有着重要的影响。本研究采用静电纺丝法制备了一系列不同RGO浓度的还原氧化石墨烯/聚苯胺/聚乙烯醇(RGO/PANI/PVA)纳米纤维,并以此作为超级电容器的电极材料。实验结果表明,PANI/PVA纳米纤维具有假电容特性,而RGO/PANI/PVA纳米纤维表现出双层电容的电化学特性。此外,当RGO浓度为0.2%时,RGO/PANI/PVA纳米纤维直径分布均匀,为119.8 nm,无珠状和液滴粘附。这种形貌有助于形成较大的纤维比表面积,并为离子的传输提供了充分的通道。与聚苯胺/聚乙烯醇(105 F/g)相比,RGO/PANI/PVA纳米纤维具有174 F/g的优异比电容。研究表明,具有高比电容的RGO/PANI/PVA纳米纤维作为超级电容器电极具有广阔的应用前景。

 

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图1.RGO/PANI/PVA纳米纤维的制备过程示意图


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图2.不同RGO浓度的a)PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的SEM图像:b 0.2%、c 0.4%、d 0.6%、e 0.8%和f 1.0%


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图3.不同RGO浓度的a)PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的直径分布:b 0.2%、c 0.4%、d 0.6%、e 0.8%和f 1.0%


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图4.不同RGO浓度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的XRD图谱


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图5.不同RGO浓度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的FTIR光谱


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图6.不同RGO浓度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的CV曲线(扫描速率为50 mV/s)


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图7.不同扫描速率下0.2%-RGO/PANI/PVA纳米纤维的CV曲线


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图8.不同RGO浓度下PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米光纤的比电容(扫描速率为50 mV/s)


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图9.不同RGO浓度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA纳米纤维的电化学阻抗谱


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