核殼結(jié)構(gòu)PANI-Co3O4復(fù)合納米顆粒的制備及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，化石燃料消耗引起的資源短缺和包括微波污染在內(nèi)的環(huán)境污染逐漸對(duì)人類的生存帶來(lái)了威脅。針對(duì)這些問(wèn)題，超級(jí)電容器和微波吸收材料成為研究熱點(diǎn)。Co3O4和PANI分別作為典型的過(guò)渡金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物，在超級(jí)電容器電極材料和微波吸收材料上均有重要應(yīng)用，但兩者都存在不足，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。為解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高材料的性能，本研究制備了核殼結(jié)構(gòu) PANI-Co3O4復(fù)合納米顆粒，并測(cè)試分析了其電化學(xué)超級(jí)電容性能和微波吸收性能。具

2、體內(nèi)容如下：
　　(1)采用碳輔助法和原位聚合法制備了核殼結(jié)構(gòu)PANI-Co3O4復(fù)合納米顆粒。表征分析表明，制備的復(fù)合納米顆粒約為85nm，核Co3O4為尖晶石結(jié)構(gòu)，粒徑約55nm，殼PANI為無(wú)定形態(tài)；PANI包覆后，包覆界面發(fā)生作用，復(fù)合納米顆粒相對(duì)于 Co3O4納米顆粒光學(xué)帶隙變窄且紫外可見(jiàn)光譜吸收能力和親水性顯著提高。
　　(2)采用電化學(xué)工作站進(jìn)行了 PANI-Co3O4電極的電化學(xué)性能測(cè)試與分析。結(jié)果表明，在電

3、流密度為1.25 A g-1時(shí)，PANI-Co3O4電極的比電容高達(dá)1184 F g-1；在電流密度為12.5 A g-1時(shí)，經(jīng)過(guò)1000次的循環(huán)壽命測(cè)試后，比電容仍有84.9％的剩余。另外，PANI-Co3O4電極還有良好的電學(xué)傳導(dǎo)性和離子擴(kuò)散性；
　　(3)采用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀進(jìn)行了PANI-Co3O4吸波樣品的微波吸收性能測(cè)試與分析。結(jié)果表明，在厚度為2.5 mm時(shí)，PANI-Co3O4吸波材料在微波頻率為11.7GHz時(shí)最大

4、反射損耗高達(dá)-45.8 dB。在厚度為2-5.5 mm時(shí)，PANI-Co3O4吸波材料在反射損耗小于-10 dB時(shí)的帶寬為14.1 GHz；
　　與極有限的已知的 PANI-Co3O4復(fù)合材料研究相比，本研究采用核殼結(jié)構(gòu)將納米級(jí)Co3O4和納米級(jí) PANI進(jìn)行結(jié)合，在核殼界面形成協(xié)同效應(yīng)，制備出具有窄光學(xué)帶隙和高親水性 PANI-Co3O4復(fù)合納米材料，顯著提高其電化學(xué)超級(jí)電容性能，并在微波吸收方面取得良好應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了材料的多功能