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为了缓解环境和能源的压力,人类迫切需要寻找对环境友好的可再生能源。如今,超级电容器作为重要电子器件中的杰出代表之一,正在推动着人们的需求向更小、功率密度更高的微型电源发展,其在电化学储能方面有着优异的表现,在电功率和倍率性能等电化学方面要远大于传统意义上的电池,拥有更高更宽的电化学窗口。本文以氮掺杂石墨烯量子点为增强材料,分别研究了氮掺杂石墨烯量子点与聚苯胺和还原氧化石墨烯复合材料的超级电容器性能。具体工作如下:一、氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺的制备方法及性能研究通过原位聚合方法制备氮掺杂石墨烯量子点/聚苯胺(NGDQs/PANI)复合材料作为超级电容器的工作电极,并且对其进行系列表征。FTIR、XRD等测试结果表明,NGDQs表面含有大量的含氧官能团和结构缺陷,这可以为复合材料带来更多的活性位点。通过电镜观察结果显示NGDQs均匀分布在PANI表面,形成一些粗糙的颗粒状结构。NGDQs/PANI复合后的材料并没有破坏原有PANI的结构,而是增大了原有基底材料的比表面积,从而提升电容性能,增大了电极材料的利用率。电化学测试显示,随着NGDQs添加量的增大,NGDQs/PANI复合材料的比电容呈现先增大后减小的趋势,在含量为2.5%的时候达到最大值。当电流密度为0.5A/g的时,获得了506F/g的比电容。电流密度为5A/g的情况下通过5000次循环,在保持高循环稳定的同时并得到80.2%的电容保持率。NGDQs/PANI作为电极材料时具有良好的电化学性能,远高于PANI的比电容和循环寿命,对于未来的储能开发是有价值的。二、氮掺杂石墨烯量子点/还原氧化石墨烯的制备及其性能研究以柠檬酸铵(AC)和氧化石墨烯(GO)为原料。通过使用原位聚合水热法一步合成NGDQs/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料。使用FTIR、XRD、TG等表征手段,结果表明复合材料随着NGDQs添加出现了更多的活性位点,增大了表面积。对比了不同质量比例的样品对电化学性能的影响,选择出最优比。通过电化学测试结果发现,NGDQs和GO摩尔比为1:2时在1A/g的电流密度下可达到245.7F/g,在循环1000次以后,电容保持率为84.5%。另外,通过与非原位聚合的方法制备出的不同摩尔比的电极材料的对比,发现在1A/g的电流密度下仅有到76.5F/g。最后将不同制备流程的电极材料进行了电化学性能测试。