Enhanced Optical and Dielectric Properties of PANI/rGO Nanocomposites for Supercapacitor Application

Abstract

Провідні полімерні нанокомпозити широко використовуються завдяки різноманітним застосуванням, зокрема, як новітній суперконденсатор. Робота стосується виготовлення нанокомпозитів PANI/rGO та дослідження їх морфологічних, оптичних та діелектричних властивостей. Робота зосереджена на синтезі нанокомпозитів (PANI)1-x(rGO)x (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08), виготовлених методом хімічної окислювальної полімеризації аніліну in-situ з використанням пероксидисульфату амонію (APS) як окислювача у присутності наночастинок колоїдного зменшеного оксиду графену (rGO) при температурі 0-5 °С для поліпшення оптичних і діелектричних констант PANI для застосування в суперконденсаторах. rGO синтезувався з графітового порошку, використовуючи модифікований метод Хаммерса. Морфологію синтезованих композиційних матеріалів вивчали за допомогою скануючої електронної мікроскопії (SEM). Аналіз спектроскопії FTIR нанокомпозитів PANI/rGO проводили за допомогою спектроскопії Perkin Elmer FTIR. Діелектричні властивості нанокомпозитів вивчалися за допомогою аналізатора імпедансу, і спостерігається, що включення rGO в PANI покращує діелектричні властивості. Для дослідження спектрів поглинання композиційних зразків використовували спектрофотометр ультрафіолетового випромінювання UV-VIS-NIR. Енергія забороненої зони (Eg) нанокомпозитів визначалася за відношенням Таука. Було помічено, що підвищення концентрації rGO в композитах зменшує оптичну ширину забороненої зони, що пояснює посилення делокалізації електронів уздовж полімерного ланцюга. Також приріст протонів з ростом концентрації rGO розтягує діапазон щільності станів більше у видиму область SЕМ-спектрів.