超級(jí)電容器又稱(chēng)電化學(xué)電容器,是一種新型儲(chǔ)能裝置 超級(jí)電容器的充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng),具有溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)[1~5] 石墨烯是一種新型的碳材料,理論比表面積大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、機(jī)械強(qiáng)度高,是一種理想的超級(jí)電容器電極材料[6~8] 但是,石墨烯的片層之間容易團(tuán)聚和堆疊,使有效比表面積減少而影響其電化學(xué)性能 將石墨烯與導(dǎo)電聚合物或金屬氧化物復(fù)合制備二元復(fù)合材料,可防止石墨烯團(tuán)聚 導(dǎo)電聚合物與金屬氧化物之間的可逆吸脫附和氧化還原反應(yīng),可使電極材料具有更高的比電容[9~13] 因此,石墨烯/導(dǎo)電聚合物與石墨烯/金屬氧化物二元復(fù)合材料受到了廣泛的關(guān)注[14~27] 導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物雖然具有更高的電容,但是高聚物的循環(huán)穩(wěn)定性較差和金屬氧化物的內(nèi)阻較高,限制了這種二元復(fù)合材料的使用 將石墨烯、導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物混合,可制備性能優(yōu)異的三元復(fù)合物 [28,29] Fan等[30]用油/水相的界面聚合方法先制備氧化石墨烯/導(dǎo)電聚合物/金屬氧化物前驅(qū)體材料,再用水合肼還原制備三元復(fù)合材料 Ma等[31]先用電沉積法在石墨烯上沉積二氧化錳,再用電聚合法沉積聚苯胺制備三元復(fù)合材料 本文用水熱合成法和凍干操作制備一種石墨烯/聚苯胺/二氧化錳(rGO/PANI/MnO2)三元復(fù)合材料,研究其電化學(xué)性能 1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 實(shí)驗(yàn)用試劑和儀器 四水氯化錳、聚苯胺和氫氧化鉀(均為分析純)；氧化石墨；冷凍干燥機(jī)(FD-1A-50)；電化學(xué)工作站(CHI660E)；分析天平(EX125DZH)；超聲波清洗機(jī)(SB-3200)；MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱(GZX-9076) 1.2 rGO/PANI/MnO2 的制備 在氧化石墨中加入適量的蒸餾水,超聲2 h配成濃度為2 mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液,將50 mL的GO水溶液分別放到三個(gè)小燒杯中,在其中分別加入99 mg、198 mg和396 mg的MnCl2·4H2O和50 mg的PANI 將這三份混合溶液攪拌均勻后分別轉(zhuǎn)移到100毫升的反應(yīng)釜中,在170℃水熱反應(yīng)24 h 然后用去離子水清洗,將其凍干制得rGO/PANI/MnO2三元復(fù)合材料 根據(jù)MnCl2·4H2O加入量的不同,將三個(gè)產(chǎn)物分別標(biāo)記為rGO/PANI/MnO2 -1,rGO/PANI/MnO2-2,rGO/PANI/MnO2-3 為了比較,在G