中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室在石墨烯（Graphene）基超級電容器電極材料研制方面取得系列進展。
超級電容器是介于傳統(tǒng)物理電容器和電池之間的一種新型儲能器件，具有綠色環(huán)保、充電時間短、使用壽命長和工作溫度范圍寬等優(yōu)點，其核心部件是性能優(yōu)異的電極材料。石墨烯片（GS），作為一種新型的碳材料，具有良好的導(dǎo)電性和大的比表面積，預(yù)計將其作為超級電容器的電極材料具有廣闊的應(yīng)用前景。但是純石墨烯表面缺少功能基團導(dǎo)致其很難與其它材料復(fù)合或在器件上進行組裝，從而限制了其深入應(yīng)用。因此，對石墨烯表面進行化學(xué)修飾以便于獲得各種功能復(fù)合材料是當前研究的一個熱點。
固體潤滑國家重點實驗室研究人員利用化學(xué)修飾后的石墨烯（PSS-GS）與聚苯胺（PANi）納米纖維之間的靜電吸附作用，制備了PSS-GS/PANi復(fù)合材料膠體溶液，然后抽慮成膜得到了柔性的PSS-GS/PANi復(fù)合“紙”電極材料。另外，以PSS-GS和二氧化錳（MnO2）片為結(jié)構(gòu)構(gòu)筑單元，以聚電解質(zhì)為粘結(jié)劑，通過層層自組裝技術(shù)在導(dǎo)電基片（ITO）上進行組裝得到了多層復(fù)合薄膜電極。電化學(xué)性能測試表明所制備的“紙”電極和多層復(fù)合薄膜電極都具有高的比電容和優(yōu)異的循環(huán)壽命性能，具有很好的應(yīng)用前景。
圖1 不同PANi含量的PSS-GS/PANi“紙”電極（左）和PSS-GS與PANi納米纖維之間的靜電吸附示意圖（右）
圖2 PSS-GS與二氧化錳在基底上的層層自組裝示意圖
部分研究結(jié)果發(fā)表在近期的New J. Chem.(2011, 35, 369–374)和J. Mater. Chem.(2011, 21, 3397–3403) 期刊上。上述研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院“百人計劃”科研項目的支持。
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