二氧化錳—聚苯胺納米復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能.pdf

1、碩士學(xué)位論文二氧化錳一聚苯胺納米復(fù)合材料的制備與電化學(xué)性能PreparationandElectrochemicalPerformanceofMn02PolyanilineNanocomposites學(xué)號(hào)：21007181大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要超級(jí)電容器作為化學(xué)儲(chǔ)能裝置的一種，具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。超級(jí)電容器的性能很大

2、程度上取決于電極材料的性能，目前被廣泛研究的三類電極材料包括：碳材料、過(guò)渡金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物，這三類材料各具其長(zhǎng)，又存在很多自身的缺陷。通過(guò)合成二元或三元復(fù)合材料來(lái)綜合這三類材料的優(yōu)點(diǎn)，成為獲得具有優(yōu)異電化學(xué)性能電極材料的重要途徑之一。本論文采用液相回流法合成了超級(jí)電容器電極材料Mn02，并在反應(yīng)物中添加KECr207實(shí)現(xiàn)cr摻雜，考察了不同Cr摻雜量對(duì)產(chǎn)物物理及電化學(xué)性能的影響。物性表征結(jié)果顯示，隨著Cr摻雜量的增加，Mn02晶型

3、由無(wú)定形YMn02納米片轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨冉Y(jié)晶的0【一Mn02納米棒。電化學(xué)性能研究表明，cr摻雜提高了Mn02的導(dǎo)電性，這是因?yàn)榧{米棒狀結(jié)構(gòu)增大了Mn02材料的比表面積和粒子的分散度，使材料能夠充分地與電解液接觸，從而降低材料內(nèi)阻。Cr摻雜量為10％時(shí)，aMn02納米棒具有最優(yōu)的電容性能，當(dāng)電流密度為01A／g時(shí)，其比容量約為1473F／g，適合作為超級(jí)電容器電極材料。為了進(jìn)一步提高0L—Mn02的比電容，本論文采用超聲輔助原位氧化聚合法制備

4、了PANI／Mn02復(fù)合電極材料，并研究了苯胺氧化劑類型、氧化劑使用量、反應(yīng)時(shí)間以及苯胺摻雜比例等合成因素對(duì)復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。物理表征顯示，復(fù)合材料PANI／Mn02具有更優(yōu)的物理結(jié)構(gòu)，其孔隙率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于伐Mn02納米棒。電化學(xué)測(cè)試表明，電流密度為O1A／g時(shí)，PANHⅥ】姍旺10的比電容最高，可達(dá)384F／g；而電流密度大于1A／g時(shí)，PANI_]Ⅵ】州卜5的比電容最高，2A／g時(shí)其比電容仍高達(dá)230F／g，這表明材