超级电容器凭借其高的功率密度,高的能量密度以及长的循环寿命,已经成为当下一种新型的绿色环保储能器件,是新型化学能源家族中的重要成员之一。目前电极材料主要分为三类:导电聚合物、碳材料和金属氧化物。通过选择性的复合上述电极材料所获得的优异复合电极材料往往能够同时发挥不同材料的优势,在电极材料研究领域具有重要的研究价值。本文利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)预处理不同形貌的聚苯胺使其表面富集正电荷,然后将所得聚苯胺材料与表面带负电荷的氧化石墨烯材料通过静电作用复合,实现了聚苯胺/氧化石墨烯复合电极材料的可控制备,并探究了不同形貌聚苯胺/氧化石墨烯电极在不同质量比下的电化学电容性能。(1)聚苯胺纳米球/氧化石墨烯复合电极材料制备与性能。本论文采用水热法制备了聚苯胺纳米球,以过氧化氢(H2O2)为氧化剂,以FeCl3为催化剂,通过改变氧化剂和催化剂的用量,实现对聚苯胺纳米球形貌的调控。当30%H2O2为1 mmol,0.1 mol/LFeC13为2mmol时,所制备的聚苯胺纳米球直径为450～500nm。结果表明,当质量比PANI-S:GO=1:0.1的时候,在1A/g的电流密度下,电容保持率从75%增加到95%,复合材料比电容量得到提升,从183 F/g提升到445 F/g,提升率为143%。(2)聚苯胺纳米纤维/氧化石墨烯复合电极材料制备与性能。一维结构的聚苯胺纳米纤维具有高的比表面积,大的长径比,有利于在电极材料中形成导电网络,从而提高材料电容性能。本论文采用界面聚合法制备聚苯胺纳米纤维,以改良的Hummers法制备氧化石墨烯。探索了不同反应时间和不同苯胺浓度对聚苯胺纳米纤维形貌以及电化学性能的影响。当反应时间为5min,苯胺浓度为0.32mol/L时,性能最优。将在此条件下制备出的聚苯胺纳米纤维与氧化石墨烯复合,探究不同含量的氧化石墨烯对复合电极材料电容性能的影响。结果表明,在1A/g的电流密度下,当质量比PANI-F:GO=1:0.1时,电容保持率从先前的87%增加到94%,复合材料比电容也得到了提升,从450 F/g提升到610 F/g,提升率为41%。(1)聚苯胺纳米管/氧化石墨烯复合电极材料制备与性能。聚苯胺纳米管具有大的比表面积及丰富的中孔结构,可促进充放电过程中离子的传输,有利于提高材料的电化学性能。本论文采用快速混合法制备了聚苯胺纳米管。探索了不同反应时间对聚苯胺纳米管形貌以及电容性能的影响。确定最佳反应时间为90min,制备的聚苯胺纳米管孔径为15～20 nm。将其与氧化石墨烯复合制备出质量比不同的复合电极材料,并对其进行了电化学性能测试。结果表明,在1A/g的电流密度下,当质量比PANI-T:GO=1:0.1的时候,电容保持率从88%增加到97%,复合材料比电容量也从510 F/g提升到1071 F/g,提升率为110%,并且材料的循环稳定性较复合前更优异。经过研究对不同形貌聚苯胺的比表面积与电容性能关系发现,大比表面积的聚苯胺具有更高的比电容,其中聚苯胺纳米管的电容性能最高,纳米纤维次之,纳米球最差。