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随着现代社会的发展,“便携式”、“可穿戴”电子设备愈发被需求,而柔性电极材料则是关键。碳纳米管(CNTs)、石墨烯(GR)和聚苯胺(PANI)由于其独特的物理化学性质,均为优异的电极活性材料。碳纳米材料与PANI的复合电极有良好的电化学性能,但柔韧性和力学强度不足,无法满足柔性超级电容器的使用要求。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)作为常见的热塑性高聚物材料,其纳米纤维具有比表面积大、长径比高、孔径小、柔性好等诸多优点,是颇具潜力的柔性基体材料。因此为探究制备柔性电极材料,本文拟在碳纳米材料/聚苯胺体系中引入热塑性EVOH纳米纤维来制备碳纳米材料/聚苯胺/EVOH纳米纤维复合膜,利用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、广角X射线衍射、热重分析、力学性能和电化学性能等测试方法对复合膜的结构和性能进行表征。主要工作和研究结果如下:(1)利用苯胺的原位氧化聚合制备CNTs/PANI/EVOH(CPE)纳米纤维复合膜。研究结果表明,复合膜中虽然存在少量PANI的游离聚合现象,但多数是在纳米纤维表面吸附生长、排列有序,有一定的热稳定性、力学强度和柔韧性;随着纳米纤维含量增加,复合膜的比表面积和平均孔径先增大后减小,而导电性呈下降趋势,能完整成膜条件时,CPE20%复合膜的电导率最高,为3.0 S/cm。(2)利用苯胺的原位氧化聚合制备RGO/PANI/EVOH(RPE)纳米纤维复合膜。研究结果表明,反应过程中氧化石墨烯(GO)表面的含氧官能团使PANI更容易吸附于石墨烯聚合形成短纤维;与CPE复合膜相比,RPE复合膜的比表面积和力学性能均有所提升;RPE15%复合膜的电导率和质量比电容最高,可达2.3 S/cm和56.4 F/g,该复合膜可作为柔性电极材料。(3)分别探讨氧化剂和掺杂酸的种类及浓度对RPE15%复合膜导电性和电化学性能的影响。研究发现氧化剂的浓度和种类是影响复合膜导电性最重要的因素,4.0 mol/L盐酸掺杂且不加氧化剂制备的复合膜电导率最高,可达13.0 S/cm;由于GO表面存在含氧官能团,可在制备过程中充当氧化剂,复合膜不必经还原剂的二次还原,避免PANI的钝化现象,比容量得以提高,该复合膜在5 mV/s扫速时的质量比电容达92.7 F/g,650次充放电循环后电容保持率为80.1%,因此该制备方法可有效避免PANI的钝化,提高比容量。通过本文不同体系的研究表明,在碳纳米材料/PANI体系中引入EVOH纳米纤维,可有效解决柔性不足的问题,制备兼具柔性和电化学活性的超级电容器电极材料。