聚苯胺-二氧化錳復(fù)合材料的控制生長(zhǎng)及其電容性能研究.pdf

1、本文以Au絲為基底，利用4-氨基苯硫酚(4-ATP)處理Au絲，以高錳酸鉀為氧化劑，實(shí)現(xiàn)了聚苯胺(PANI)和二氧化錳(MnO2)的化學(xué)氧化復(fù)合，得到了聚苯胺/二氧化錳復(fù)合材料。利用掃描電鏡(SEM)觀察了復(fù)合材料的形貌，分析了復(fù)合材料的組成，利用紅外光譜(FT-IR)研究了復(fù)合材料的振動(dòng)吸收，利用X射線衍射(XRD)研究了復(fù)合材料的組成及形態(tài)，并利用循環(huán)伏安和恒電流充放電研究了復(fù)合材料的電容性能。SEM結(jié)果表明，復(fù)合材料以納米顆粒形式

2、存在，粒徑約為200 nm，并有呈棒狀的趨勢(shì)。復(fù)合材料的FT-IR譜圖中出現(xiàn)聚苯胺和二氧化錳的特征吸收。XRD分析結(jié)果表明，復(fù)合材料中聚苯胺以無(wú)定型結(jié)構(gòu)存在，且MnO2結(jié)晶性較差也以無(wú)定型結(jié)構(gòu)存在。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合材料在1 mol/L Na2SO4溶液中電容性能良好，單電極比電容可達(dá)341F/g。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，考察了苯胺濃度、溶液pH值、4-ATP濃度、苯胺與鹽酸的配比、苯胺與高錳酸鉀的配比以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)復(fù)合材料電容性能的影

3、響。結(jié)果表明，在苯胺濃度為0.15M， pH值為4，苯胺:鹽酸為1∶1，苯胺:高錳酸鉀量為1∶1，4-ATP濃度為1 mM，以及反應(yīng)時(shí)間為10h的條件下制備的PANI/MnO2復(fù)合材料，電容性能良好，單電極比電容可達(dá)324 F/g。選用L18(36)正交表進(jìn)行正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方差分析結(jié)果，確定各因素對(duì)復(fù)合材料電容性能的影響程度。并確定了三個(gè)優(yōu)化方案，分別進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)，得出最優(yōu)方案下的復(fù)合材料電容性能良好，比電容可達(dá)34