基于原位聚合聚苯胺的生物质基三维杂化柔性电极制备及其超级电容性能提升研究

为解决柔性超级电容器电极存在的低比电容、低导电性、成本高及制备工艺复杂等问题，来自（未提及机构）的研究人员通过绿色合成法制备了高性能脱木质素轻木(BW)/氧化石墨烯(GO)/聚苯胺(PANI)(BGP)复合电极。该材料结合了脱木质素BW的多孔结构、GO的高比表面积及原位聚合PANI的赝电容特性，在0.5 mA/cm2电流密度下实现343 mF/cm2的高面积比电容，为环保型柔性储能器件开发提供新思路。

　　

采用绿色合成策略成功制备了脱木质素轻木(BW)/氧化石墨烯(GO)/聚苯胺(PANI)三维杂化柔性电极。通过克拉夫特法(Kraft Process)脱除轻木木质素，结合混合Hummers法制备的GO，利用扫描电镜(SEM)观察到脱木质素木材(DW)呈现高度亲水性的定向纤维素结构，细胞壁疏松化显著提升材料柔性。傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实GO表面富含羧基、环氧基等含氧官能团。

创新性地采用原位聚合法在DW/GO基底上构建PANI导电网络，X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(RAMAN)证实了三相材料的成功复合。电化学测试显示，该BGP电极在0.5 mA/cm²电流密度下展现出343 mF/cm²的优异面积比电容，这归因于：①DW的三维离子传输通道；②GO的高导电性和大比表面积；③PANI贡献的快速法拉第反应。该研究为开发低成本、环境友好的高性能柔性储能器件提供了新范式。