基于氧化石墨的自組裝超薄膜和PPy復合膜的制備及電化學性能研究.pdf

1、氧化石墨(GO)具有準二維層狀結構，薄片邊緣和層面上修飾著-OH、-COOH、C=O、環(huán)氧基等含氧官能團，改善了石墨的化學活性同時豐富了氧化石墨的嵌入化學特性，使其可以通過插層同極性小分子，金屬原子，氧化物，甚至是高聚物結合形成復合材料，是近幾年國內(nèi)外研究的熱點之一。 本文首先采用靜電力層層自組裝技術(layer-by-layer assembly)在不同的基底上(玻璃，石英，ITO導電玻璃)制備了多層氧化石墨/聚電解質復合超薄

2、,考察了沉浸時間及膠體溶液濃度對薄膜厚度及表面規(guī)整度的影響，并對復合薄膜對基底的附著性及氧化石墨還原前后復合膜的電化學性質進行了初步探討。結果發(fā)現(xiàn)：在一定濃度的聚電解質和GO膠體溶液中，交替沉浸較短的時間即可獲得厚度均一，表面平整的復合超薄膜；在較稀的GO膠體溶液中，GO剝離完全，以單片層存在時有利于超薄膜的自組裝；超薄膜與基底材料附著良好，GO呈平鋪或局部卷曲態(tài)存在；通過對比不同電極的循環(huán)伏安曲線(CV)和交流阻抗曲線(EIS)，發(fā)現(xiàn)

3、超薄膜修飾工作電極較空白電極具有較強的電荷傳遞能力，呈電化學惰性，在較寬的電化學窗口內(nèi)沒有明顯的氧化還原峰，還原后的超薄膜具有較好的電阻性，阻抗較小。 其次，以超薄膜修飾表面的ITO導電玻璃為工作電極，以水為溶劑，分別采用七種不同的摻雜劑為支持電解質，用電化學法合成了聚毗咯(PPy)薄膜。采用線性掃描伏安法(LSV)確定了合適的聚合電位，選擇了合適的聚合時間：采用循環(huán)伏安法(CV)、電化學交流阻抗譜(EIS)研究了膜的電化學行為

4、。結果表明：不同的聚合電位、聚合時間及摻雜陰離子的種類對膜的循環(huán)伏安特性、EIS曲線、表面形貌等有很大的影響；還原后的超薄膜修飾電極聚合的PPy薄膜具有較好的電阻性，阻抗較小。 此外，采用液相法以N,N_-二甲基甲酰胺(DMF)、1-己醇、異丙醇為溶劑成功制備了氧化石墨負載納米氧化銅復合材料，對其進行了結構及形貌表征，并初步探究了其反應機理。結果表明：納米氧化銅顆粒均勻地負載在石墨薄片上，呈球形，顆粒大小為5-10nm，氧化石墨