聚苯胺復(fù)合材料的制備與儲能應(yīng)用.pdf

1、電化學(xué)超級電容器(ESC)是近年來發(fā)展起來的一種新型儲能器件，具有充放電速率快、效率高，對環(huán)境無污染，循環(huán)壽命長，使用范圍廣等特點而受到人們的重視。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)定性差等缺點限制其廣泛應(yīng)用。碳納米管(CNT)以其獨特的電學(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。而把碳納米管與聚苯胺復(fù)合則

2、可克服彼此的缺點，并能大大提高比容量。
　　 首先通過有機化學(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試手段，對材料表面形貌、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試方法討論所制備材料在超級電容器電極材料領(lǐng)域的電化學(xué)性能。具體研究內(nèi)容如下：

3、
　　 1、通過有機化學(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，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(有機電解液)。同時并討論不同的羧基位置對復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響。
　　 2、采用有機化學(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，并通過不同的電化學(xué)聚合速率討論其對復(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下充放電測試，測其單電極比容量高達(dá)397F/g。
　　 3、以無機材料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