氧化石墨烯（GO）是制备超级电容器整体式气凝胶电极最常用的材料之一，这是由于它具备优良的机械性能，并且在热还原后还保持较好的导电性。然而，基于GO衍生的气凝胶超级电容器所有的低表面积和还原型石墨烯纳米片的易团聚性仍然限制其性能的发挥。在这项工作中，通过界面聚合方法，合成制备了石墨烯耦合聚苯胺（PANI）纳米片（GO@PANI），再通过水热过程，将GO@PANI与GO组装成分级结构的石墨烯偶联PANI气凝胶。所得到的新型混合气凝胶具备典型的三维（3D）多孔结构，富含石墨烯/聚苯胺异质结构，其比表面积高达337m2/g。将其作为对称和不对称全固态超级电容器电极，该气凝胶的面积电容分别高达453和679 mF/cm2，该性能优于大多数GO/PANI或PANI衍生的气凝胶型超级电容器。如此优异的电化学性能可归因于夹在PANI层之间的石墨烯层的局部导电性和3D石墨烯框架的长距离导电性。该研究提出的组装分级结构的方法可广泛用于制备具有多功能应用的二维三明治型气凝胶材料。

Figure 1．制备分级结构的石墨烯偶联聚苯胺气凝胶的流程示意图。

Figure 2. （a，b）GO@PANI的SEM图；（c，d）HGC-PANI-r的SEM图；

Figure 4.（a）ASSSs的制备示意图；（b）GA，HGC-PANI-1/2和HGC-PANI-r在5mV/s扫速下的CV曲线；（c）GA，HGC-PANI-1/2和HGC-PANI-r在1mA/cm2电流密度下的充放电曲线；（d）HGC-PANI-r在不同扫速下的CV曲线；（e）HGC-PANI-r在不同电流密度下的充放电曲线。

Figure 5. （a）GA，HGC-PANI-1/2和HGC-PANI-r在不同扫速下的面积电容；（b）HGC-PANI-r的Ragone曲线；（c）HGC-PANI-r循环3000圈的稳定性测试；（d）HGC-PANI-r的电化学阻抗图。

    该研究工作于2017年发表在Carbon上。

    原文：Hierarchical-graphene-coupled polyanilineaerogels for electrochemical energy storage