Введение
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Электрохимические конденсаторы 11
1.1.1. Принцип работы двойнослойных конденсаторов 13
1.1.2. Принцип работы псевдоконденсаторов 15
1.1.3. Изготовление и свойства ЭХК 17
1.2. Углеродные наноматериалы для суперконденсаторов 19
1.2.1. Углеродные нанотрубки 19
1.2.1.1. Применение вакуумной фильтрации для создания электродов из УНТ 20
1.2.1.2. Раскатывание электрода из УНТ с помощью намотанной на ось проволоки 21
1.2.1.3. Применение электрофоретическго осаждения для создания электродов 22
1.2.1.4. Ориентированные УНТ для электродов суперконденсаторов 22
1.2.2. Электрохимические свойства графена 23
1.2.2.1. Химическое осаждение из газовой фазы 24
1.2.2.2. Химическое восстановление оксидов графита
1.2.2.3. Лазерное восстановление оксидов графита 25
1.2.3. Композиционные материалы на основе графена 26
1.2.4. Композиционные материалы на основе графена и УНТ 26
1.2.4.1. Совместное осаждение УНТ и графена для создания электродов 27
1.2.4.2. Одностадийный дуговой синтез 27
1.3. Полианилин 28
1.3.1. Суперконденсаторы на основе композиционных материалов с ПАНИ
29
1.3.1.1. Композиционные материалы на основе УНТ 30
1.3.1.2. Композиционные материалы для суперконденсаторов на основе графена 32
1.4. Заключение к первой главе 35
Глава 2. Экспериментальная часть 37
2.1. Исходные реагенты и материалы 37
2.1.1. Синтез углеродных нанотрубок 37
2.1.2. Синтез графеновых материалов 39
2.1.2.1. Расширенный графит из интеркалата графита с бромом 39
2.1.2.2. Расширенный графит из фторида графита 40
2.1.3. Синтез ПАНИ и композиционных материалов 40
2.1.3.1. Влияние окислителя 40
2.1.3.2. Осаждение ПАНИ на расширенный графит 45
2.1.3.3. Осаждение ПАНИ на УНТ в процессе химического окисления 46
2.1.3.4. Электрохимическое осаждение ПАНИ на массивы ориентированных УНТ 47
2.2. Инструментальные методы исследования 49
2.2.1. Электронная микроскопия 49
2.2.2. Измерение удельной площади поверхности 50
2.2.3. Спектроскопия комбинационного рассеяния света 50
2.2.4. Инфракрасная спектроскопия 50
2.2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 50
2.2.6. Рентгеновская околокраевая спектроскопия поглощения 52
2.3. Исследование электрохимических свойств 54
2.3.1. Принцип циклической вольтамперометрии 54
2.3.2. Трехэлектродная ячейка 56
2.3.3. Методика исследования электрохимических свойств 58
2.3.4. Влияние электролитов на электрохимические свойства материалов 59
2.3.5. Способы изготовления электродного материала 61
2.3.5.1. Пленки из порошкообразных материалов различной толщины 61
2.3.5.2. Эффективность работы различных слоев электроактивного материала на электроде 62
2.4. Заключение ко второй главе 63
Глава 3. Электрохимические свойства графеновых материалов и их композитов с полианилином 64
3.1 Электрохимические свойства графеновых материалов 64
3.2 Электрохимические свойства композиционного материала Br–РГ/ПАНИ . 72
3.3 Электрохимические свойства композиционного материала F–РГ/ПАНИ . 79
3.4 Заключение к третьей главе 88
Глава 4. Электрохимические свойства углеродных нанотрубок и их композитов с полианилином 91
4.1. Электрохимические свойства массивов вертикально ориентированных УНТ 93
4.2. Влияние различных форм азота на электрохимические свойства УНТ 105
4.3 Композиционные материалы на основе массивов ориентированных УНТ и химически осажденного полианилина 114
4.3.1 Влияние пост-синтетической обработки композиционных материалов 114
4.3.2 Композиционные материалы, синтезированные при окислении анилина различной концентрации 116
4.3.3 Электрохимические свойства композиционных материалов 120
4.4 Композиционные материалы на основе массивов ориентированных УНТ
и электрохимически осажденного полианилина 122
4.5. Заключение к четвертой главе 128
Выводы 130
Список литературы
