湖南大学钟文斌教授团队在基于聚苯胺/石墨烯复合水凝胶的柔性超级电容器领域取得进展
聚苯胺(PANI)作为一种典型的导电聚合物，因其高的赝电容、廉价、易合成等特性成为最受欢迎的超级电容电极材料之一，然而其低的倍率性能和循环稳定性限制了其在超级电容器中的应用。科研工作者采用PANI与碳基材料复合或制备成水凝胶来解决这些问题。PANI水凝胶常采用非电活性小分子作为交联剂或聚合物水凝胶作为基质通过原位聚合苯胺的方法来获得，合成的PANI水凝胶和复合水凝胶要么力学性能不好要么电化学性能不高。
钟文斌教授课题组提出了PANI水热自交联的方法获得了高电化学性能和可任意弯曲的PANI水凝胶电极，并通过此方法获得了一系列高能量密度的PANI/石墨烯复合水凝胶柔性超级电容器电极，探讨了在水热过程中分子间以及与石墨烯之间的相互作用和对电化学性能的影响。
图1. 水凝胶的制备过程及电化学性能图
图2.（a）聚苯胺、（b）聚苯胺/石墨烯和（c）氮掺杂聚苯胺/石墨烯水凝胶分子反应机理图
该研究成果以“Hydrothermal direct synthesis of polyaniline, graphene/polyaniline and N-doped graphene/polyaniline hydrogels for high performance flexible supercapacitors”为题发表在《Journal of Materials Chemistry A》(IF=9.931)上。文章的第一作者为博士研究生邹雨波，通讯作者为钟文斌教授。
文章链接：
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/TA/C8TA01366G#!divAbstract
柔性超级电容器因其优异的弯曲和折叠性能可用为穿戴电子设备、人造电子皮肤和其他便携式电子设备等领域。然而柔性电极在既需要高的能量密度的同时又需要高机械强度的工程领域（如电动汽车、航天工程等领域）中的应用受到了限制。基于此背景，钟文斌教授课题组制备了双网络功能化石墨烯/聚苯胺刚性水凝胶，该复合水凝胶展现出高的力学强度、承载能力和电化学性能。
图3. 双交联网络功能化石墨烯/聚苯胺刚性水凝胶的制备及力学和电化学性能图
该研究成果以“Mechanically robust double-crosslinked network functionalized graphene/polyaniline stiff hydrogels for superior performance supercapacitors”为题发表在《Journal of Materials Chemistry A》(IF=9.931)上。文章的第一作者为博士研究生邹雨波，通讯作者为钟文斌教授。
文章链接：
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/TA/C8TA00860D#!divAbstract
来源：湖南大学材料科学与工程学院
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