基于界面相互作用构建纳米纤维素-羧基化碳纳米管-石墨/聚吡咯柔性电极复合材料

来源期刊：复合材料学报2020年第9期

论文作者：顾升 王雪 徐国祺

文章页码：2105 - 2116

关键词：纳米纤维素;铅笔石墨;羧基化碳纳米管;聚吡咯;复合材料;柔性电极;界面相互作用;比电容量;

摘    要：以纳米纤维素（CNF）、羧基化碳纳米管（CNTs—COOH）、铅笔石墨（PGr）、聚吡咯（PPy）为原料,通过真空抽滤、涂覆、氧化聚合等方法,同时基于氢键界面相互作用的原理,制备出具有石墨层结构的CNFCNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料。结果表明,CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料在平直、折叠和拉伸时不会断裂,展现出较强的力学性能,其拉伸强度达到28.90 MPa。亲水性CNF与CNTs—COOH构筑的多孔结构增强了离子和电子的扩散路径。PGr的加入有效增加了CNF-CNTs—COOHPGr/PPy柔性电极复合材料的导电路径,赋予其优良的导电性能。氧化聚合后得到的CNF-CNTs—COOHPGr/PPy柔性电极复合材料的电导率达到5.403 S·cm^-1。在1 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中,0.5 A·g^-1电流密度下,CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料具有521 F·g^-1的高比电容量,且经过1 500次充放电循环后,其电容保持率高达68%。基于柔性电极优良的力学性能、电化学性能和导电性能,CNF-CNTs—COOHPGr/PPy柔性电极复合材料具备成为柔性储能器件电极材料的基本特性。