聚苯胺復(fù)合材料的制備與儲(chǔ)能應(yīng)用.pdf

1、電化學(xué)超級(jí)電容器(ESC)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型儲(chǔ)能器件，具有充放電速率快、效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，循環(huán)壽命長(zhǎng)，使用范圍廣等特點(diǎn)而受到人們的重視。而電極材料是決定其電化學(xué)性能的關(guān)鍵。聚苯胺(PANI)由于其合成簡(jiǎn)單，環(huán)境穩(wěn)定性好，優(yōu)異的電學(xué)性能成為人們的首選材料。而由于純聚苯胺比容量偏低，循環(huán)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)限制其廣泛應(yīng)用。碳納米管(CNT)以其獨(dú)特的電學(xué)、力學(xué)性能成為一種良好的填充材料，并成為人們研究的熱點(diǎn)。而把碳納米管與聚苯胺復(fù)合則

2、可克服彼此的缺點(diǎn)，并能大大提高比容量。
　　 首先通過(guò)有機(jī)化學(xué)合成法使苯胺單體接枝到碳納米管表面得到碳納米管-苯胺材料，之后分別采用化學(xué)氧化法、有機(jī)化學(xué)接枝-電化學(xué)沉積聚合聯(lián)合法和模板法制備出聚苯胺/碳納米管復(fù)合材料。并采用透射電鏡、電子掃描電鏡、傅立葉紅外光譜等測(cè)試手段，對(duì)材料表面形貌、成分進(jìn)行了表征；采用循環(huán)伏安、恒電流充放電、循環(huán)壽命和交流阻抗等測(cè)試方法討論所制備材料在超級(jí)電容器電極材料領(lǐng)域的電化學(xué)性能。具體研究?jī)?nèi)容如下：

3、
　　 1、通過(guò)有機(jī)化學(xué)合成法，使苯胺單體接枝到碳納米管表面，然后再經(jīng)化學(xué)原位聚合法制備碳納米管/聚苯胺復(fù)合材料。由于精確控制CNTs和PANI之間的結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，使它們之間產(chǎn)生協(xié)同作用，使得電化學(xué)性能得以提高，其電化學(xué)比容量可達(dá)到152F/g(有機(jī)電解液)。同時(shí)并討論不同的羧基位置對(duì)復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。
　　 2、采用有機(jī)化學(xué)接枝-電化學(xué)沉積聚合聯(lián)合法制備CNTs/PANI納米復(fù)合材料。首先使功能化的

4、碳納米管與苯胺反應(yīng)制備出碳納米管-苯胺材料，之后并在與苯胺的硫酸溶液中電化學(xué)聚合得到聚苯胺/碳納米管復(fù)合材料，并通過(guò)不同的電化學(xué)聚合速率討論其對(duì)復(fù)合材料電容量的影響。結(jié)果表明，在聚合速率為20mV/s時(shí)生成的聚苯胺/碳納米管膜具有導(dǎo)電率高，比容量大的電容性能，在電流密度為22A/m2下充放電測(cè)試，測(cè)其單電極比容量高達(dá)397F/g。
　　 3、以無(wú)機(jī)材料Fe3O4為模板，將碳納米管功能化后包裹在模板表面，然后再將苯胺單體接枝在CN