聚吡咯納米陣列材料的電化學儲能研究.pdf

1、聚吡咯易于合成，摻雜后導電性能高，微結構可調控等優(yōu)點受到廣泛關注，在電化學儲能領域有著廣闊的應用前景。本論文設計合成了聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料以及聚吡咯納米陣列材料，并研究了它們的電化學儲電性能。采用脈沖伏安法進行電聚合反應，聚吡咯電沉積修飾二氧化鈦納米管陣列形成聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料，掃描電鏡微結構表征結果顯示，聚吡咯包覆在二氧化鈦納米管基底上，形成排列整齊、結構緊密、管壁厚度均勻的復合納米管;紅外光譜和拉曼光譜分析結果證明

2、聚吡咯納米膜的存在;電化學循環(huán)伏安測試結果顯示，聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料以離子摻雜/去摻雜方式進行電化學儲能。恒電流循環(huán)充放電測試電化學儲電性能顯示，其比電容、比能量和比功率分別為179 F·g-1，7.8 Wh·Kg-1和2.8 KW·Kg-1。聚吡咯電沉積修飾金屬鈦片形成聚吡咯/鈦納米復合材料，掃描電鏡微結構表征結果顯示，聚吡咯覆蓋在鈦片基底上，形成一層納米薄膜;恒電流循環(huán)充放電測試結果顯示，其比電容、比能量和比功率分別為27.

3、9 F·g-1，1.22 Wh·Kg-1和0.875 KW·Kg-1。因此，調控電極基底材料的微結構可以提高聚吡咯復合材料的電化學儲電性能，有序結構的聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料表現出更高的電化學電容性能。
　　 以聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料為前驅體，采用化學溶解腐蝕方法，合成三種不同形貌特征的聚吡咯納米陣列材料。聚吡咯納米孔陣列材料的微結構表征結果如下，該材料具有孔徑均勻，兩端導通的納米孔陣列結構，孔直徑為130 nm-20

4、0 nm，孔壁厚為25 nm-40 nm。電化學循環(huán)充放電測試結果顯示，其比電容，比能量和比功率分別為17.61F·g-1，1.22 Wh·Kg-1和0.44 KW·Kg-1。聚吡咯納米管嵌納米孔陣列材料的微結構表征結果如下，納米管嵌入到納米孔中形成同軸結構，孔直徑為135 nm-225 nm，孔壁厚為25nm-45 nm，管直徑為90 nm-135 nm。電化學循環(huán)充放電測試結果顯示，其比電容，比能量和比功率分別為11.36 F·g-

5、1，0.69 Wh· Kg-1和0.25 KW·Kg-1。聚吡咯納米柱嵌納米孔陣列材料的微結構表征結果如下，納米柱嵌入到納米孔中形成同軸結構，孔直徑為115 nm-215 nm，孔壁厚為25 nm-35 nm，柱直徑為80 nm-135 nm。電化學循環(huán)充放電測試結果顯示，其比電容，比能量和比功率分別為32.05 F·g-1，2.71 Wh·Kg-1和0.98KW·Kg-1。因此，調控聚吡咯納米陣列材料的微結構可以改善其電化學儲電性能。