二氧化錳-聚合物復合材料的循環(huán)伏安法制備及性能研究.pdf

1、作為一種重要的電極材料，MnO2 由于具有價格低廉、比表面積大、來源廣泛、對環(huán)境友好、電化學性能穩(wěn)定、理論比電容高和可逆性高等優(yōu)點，已廣泛應用于中性鋅錳干電池作去極化劑及一次、二次堿錳和鋰錳電池中。但是由于天然二氧化錳(naturalmanganese dioxide，NMD)礦的電化學活性較差，而且近幾年來二氧化錳礦產(chǎn)巨大的開采量導致其資源日益枯竭，化學電源工作者就更加注重對二氧化錳電極材料進行改性的研究。本文在利用循環(huán)伏安(cycl

2、ic voltammetry,CV)的電化學方法沉積二氧化錳的基礎(chǔ)上，以掃描速度為例探討了沉積條件對二氧化錳比電容的影響。并比較了不同方法電鍍二氧化錳形貌的差異。通過分別與電子導電聚合物(electronic ally conducting polymers,ECPs)：聚苯胺(polyaniline,PANI)和聚吡咯(polypyrrole,Ppy) 組成復合二氧化錳電極研究了二氧化錳的摻雜性，獲得的主要結(jié)果、結(jié)論如下：
　　

3、 1、可以利用循環(huán)伏安的方法在石墨電極上電沉積二氧化錳，根據(jù)Mn(Ⅱ)的擴散系數(shù)計算了反應的摩爾電子轉(zhuǎn)移數(shù),并根據(jù)不同掃描速度電沉積二氧化錳的電化學反應數(shù)據(jù)推測了石墨電極上循環(huán)伏安法沉積MnO2的EC 反應 (electrochemical-chemicalreaction)機理。電化學測試表明制備二氧化錳的面積比電容隨著掃描速度的增大而減小，而且電極材料具有較強的對氧還原反應的催化活性，并首次通過速控步和平衡態(tài)近似法建立該反應的催化

4、動力學模型。
　　 2、通過利用包括計時電位、電位階躍和恒電位在內(nèi)的其它電化學實驗方法得到形貌可控的二氧化錳。
　　 3、可以利用循環(huán)伏安的方式在石墨電極上電沉積二氧化錳-聚苯胺復合電極材料，二氧化錳-聚苯胺的掃描電鏡(scanning electron microscopy，SEM) 照片表明二氧化錳包裹著聚苯胺形成空間鏈結(jié)構(gòu)。X-射線能量色散譜(energy dispersive x-ray spectrometer

5、,EDS) 元素分析圖中Mn的峰說明在石墨電極上的錳元素來自于電沉積出來的二氧化錳。熱重分析(thermo gravimetric analysis，TGA)表明二氧化錳-聚苯胺復合電極材料具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　 4、可以利用循環(huán)伏安的技術(shù)在石墨電極上沉積制備二氧化錳-聚吡咯復合膜電極，循環(huán)伏安測試表明二氧化錳-聚吡咯電極具有較強的儲存電荷能力,恒電流充放電曲線表明二氧化錳-聚吡咯材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。氧還原電測試顯示二