TiO2和C復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種新型的高效能量存儲(chǔ)裝置,因其具有大的功率密度,良好的循環(huán)性能而被廣泛應(yīng)用于可移動(dòng)設(shè)備電源,混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)以及航空航天領(lǐng)域。通過(guò)陽(yáng)極化方法在金屬鈦基底上原位合成TiO2納米管陣列具有大的表面和有序的孔洞結(jié)構(gòu),且化學(xué)穩(wěn)定性好,管徑和管長(zhǎng)等幾何參數(shù)可以通過(guò)陽(yáng)極化過(guò)程進(jìn)行調(diào)變,規(guī)則的管狀結(jié)構(gòu)不僅為電解液流動(dòng)和離子遷移提供了通道,同時(shí)是負(fù)載其他高比電容活性物質(zhì)形成復(fù)合納米陣列良好的模板。然而TiO2有限的導(dǎo)電性使其應(yīng)用受到了很大的

2、限制。有效的C摻雜或者負(fù)載能夠提高TiO2導(dǎo)電性能,有利于TiO2納米管陣列內(nèi)的高比電容的物質(zhì)的負(fù)載和以TiO2為基礎(chǔ)的超級(jí)電容器電化學(xué)性能的提高。
　　 利用陽(yáng)極化過(guò)程中有機(jī)物為C源,在A(yíng)r氣氣氛下退火處理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)TiO2納米管的原位摻雜,有效提高了TiO2納米管陣列的導(dǎo)電性能和電容水平。然后以C摻雜的TiO2納米管為模板,采用循環(huán)伏安法負(fù)載聚苯胺,由于C的摻入提高了TiO2納米管的導(dǎo)電性能,更好的實(shí)現(xiàn)了有效負(fù)載聚苯胺。另外

3、通過(guò)考察電化學(xué)聚合過(guò)程中苯胺單體的濃度和循環(huán)掃描的圈數(shù)的影響,可控地制得了聚苯胺納米管、納米棒和無(wú)序納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三種結(jié)構(gòu),分別研究了它們的電化學(xué)性能。結(jié)果表明,采用簡(jiǎn)單的方法合成了C-TiO2/PANI復(fù)合電極材料具有良好的電容性能。
　　 采用葡萄糖水熱以及后續(xù)退火的方法,在陽(yáng)極化二氧化鈦納米管負(fù)載一層碳,形成TiO2/C復(fù)合納米管陣列,考察了葡萄糖濃度和不同退火溫度對(duì)TiO2/C結(jié)構(gòu)和性能的影響。碳的負(fù)載使得TiO2能夠有效提