聚苯胺在碳纖維基底上的一維生長(zhǎng)及超電容性能研究.pdf

1、為了有效引發(fā)苯胺(An)在碳纖維布基底上的聚合，本文首先利用超聲和電化學(xué)氧化等方法對(duì)碳纖維布(CFC)進(jìn)行了預(yù)處理，制備了親水性和電化學(xué)特性良好的碳纖維布(ANEA)。利用接觸角測(cè)定、掃描電鏡(SEM)、循環(huán)伏安(CV)掃描等研究了預(yù)處理效果。然后將ANEA浸入An的H2SO4溶液中吸附聚合單體，再分別在過硫酸銨(APS)和K2Cr2O7溶液中引發(fā)聚合制備聚苯胺(PANI)。經(jīng)數(shù)次上述聚合過程制備了ANEA-PANI-APS和ANEA-

2、PANI-K2Cr2O7。利用SEM觀測(cè)了PANI的表面形貌，利用紅外光譜研究了其振動(dòng)吸收，利用CV掃描和恒電流充放電(CP)實(shí)驗(yàn)研究了其超電容性能。研究發(fā)現(xiàn)，ANEA-PANI-APS上的PANI以納米纖維形式存在，而在ANEA-PANI-K2Cr2O7上，PANI以密實(shí)的納米顆粒形式存在，說明APS引發(fā)聚合有利于PANI的一維生長(zhǎng)。PANI以納米纖維形式存在能夠使聚合物與電解液充分接觸，有助于提高其電化學(xué)性能，其比電容高達(dá)644F/

3、g。
　　研究了H2SO4和APS濃度對(duì)PANI一維生長(zhǎng)及其電容性能的影響，利用SEM觀測(cè)了聚合物的表面形貌，利用CV、CP等手段研究了其電化學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)H2SO4和APS的濃度分別為0.2和0.05mol/L時(shí)，有利于制備高性能PANI納米纖維。該條件下引發(fā)An聚合時(shí)，制備的PANI納米纖維均勻分布于碳纖維表面，這有利于聚合物與碳纖維布基底之間的電荷傳遞。為了探討PANI在超級(jí)電容器中的應(yīng)用，我們分別以性能最優(yōu)的ANEA-