Keggin型多酸復合材料及電化學性能研究.pdf

1、多酸化學發(fā)展至今，逐漸由基礎研究延伸至與國民經(jīng)濟發(fā)展緊密相連的能源與環(huán)境領域，與我們的生活息息相關。由于Keggin型多酸陰離子具有對稱性高、強酸性、可逆氧化還原性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和可接受電子等優(yōu)越的性能，且可以提高聚苯胺等導電聚合物的質(zhì)子化和電化學性能，因此其在電化學方面的應用引起了廣泛關注。我們知道H3PMo12O40多酸可以達到其超級還原態(tài)[PMo12O40]27-，得失傳遞24電子，具有較大的理論容量。但是此Keggin型多酸易團聚和

2、易溶解，即將其用作電池和電容器等的電極材料時易出現(xiàn)團聚和溶解現(xiàn)象，從而降低電池和電容器等的循環(huán)穩(wěn)定性和速率穩(wěn)定性。因此如何實現(xiàn)Keggin多酸在電池和電容器等中的廣泛應用，是本課題研究的目的所在。大量研究表明，將多酸負載到一些剛性的碳材料（如碳納米管和石墨烯）上，對多酸有限域的作用，從而有效的解決上述問題。所以本文利用導電聚合物聚苯胺作為連接體來將多酸負載到碳納米管上，不僅解決了多酸易聚集的問題，還大大提高了其電化學性能。
　　為

3、了探索研究Keggin型多酸基復合材料的電化學性能，本文設計合成了一系列復合材料，并將其應用到鋰離子電池和超級電容器中進行表征研究，研究內(nèi)容包括以下兩部分:
　　1、在鋰離子電池中的應用。首先通過π-π相互作用將多碳納米管MWNTs和聚苯胺PANI結(jié)合在一起形成復合材料PANI/MWNTs，后通過靜電相互作用將多酸陰離子[PMo12O40]3-加載到復合材料PANI/MWNTs上，成功的合成納米復合材料PMo12/PANI/MWN

4、Ts。將該納米復合材料PMo12/PANI/MWNTs用作鋰離子電池的負極材料來研究其電化學性能，說明了該雜化材料不僅具有高的放電比容量;有好的循環(huán)穩(wěn)定性且循環(huán)100圈后，電容保持率能達到100％;有好的速率穩(wěn)定性。我們進一步研究了PMo12-nVn/PANI/MWNTs納米復合材料作為鋰離子電池負極材料的電化學性能，得到其雖有高的放電比容量，但循環(huán)穩(wěn)定性較差。所以我們研究得到了一種好的電化學性能的電極材料PMo12/PANI/MWNT

5、s，對多酸基復合材料在能源方面的應用有促進作用。
　　2、在超級電容器中的應用。同第一部分合成方法，成功的合成了納米復合材料PMo12-nVn/PANI/MWNTs。將該納米復合材料PMo12-nVn/PANI/MWNTs用作超級電容器的電極材料來研究其電化學性能，說明了該雜化材料不僅具有高的放電比容量;有好的循環(huán)穩(wěn)定性;有好的速率穩(wěn)定性。我們進一步研究了PMo12/PANI/MWNTs納米復合材料作為超級電容器電極材料的電化學性