石墨烯/聚苯胺/MnO2的制備及其電容性能

張競賽杜 萍張 晶

（1.天津大學化工學院，天津300072；2.中國電子科技集團第十八研究所，天津300381）

超級電容器也叫做電化學電容器，是一種介于傳統電容器和電池之間的新型儲能元件［1］。根據儲能機理，超級電容器可以分為雙電層電容器和贗電容器［2］，其中電極材料是決定電容器性能的主要因素之一。

MnO2由于具有儲量豐富，環境友好，且理論比電容高等優點成為近年來的研究熱點，但MnO2的電子導電性差，表面形態密集等缺點也限制了其實際應用［3-5］。為了提高MnO2的利用率，一些研究致力于制備不同形貌和結構的MnO2，如MnO2納米棒［6］，納米球［7］，納米線［8］，納米花［9］等，但這并不能從根本上提高MnO2的利用率。石墨烯自從進入人們的視線就引起廣泛關注，完美的石墨烯結構是平面六邊形點陣，每個碳原子均為sp2雜化，并貢獻剩余1個p軌道上的電子形成大π鍵，π電子可以自由移動，賦予石墨烯良好的機械穩定性和電子導電性［10-11］。基于石墨烯的各種優良特性，很大一部分研究集中在制備石墨烯/MnO2復合物［12-14］。石墨烯/MnO2的復合物中MnO2與石墨烯的協同作用顯著提高了電極的電子導電性，但并不能改善MnO2密集的表面形態，且MnO2易在石墨烯上發生團聚。聚苯胺（PANI）是一種高分子導電聚合物，具有導電率高，柔韌性好，且分子上有大量苯環，本身也有電容特性等優點。因此，在石墨烯/MnO2中加入聚苯胺（PANI），制備石墨烯/PANI/MnO2三元復合物成為一個新的研究方向，但關于石墨烯/聚苯胺/MnO2三元復合物制備的文獻甚少。僅有的報道文獻中多采用的是原位聚合法制備，尚無用π-π共軛吸附法結合液相沉淀法制備石墨烯/PANI/MnO2復合物。……