聚苯胺及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種性能介于傳統(tǒng)電容器和化學(xué)電池之間的新型儲(chǔ)能元件，具有更高的能量密度和更大的功率密度。目前，對(duì)超級(jí)電容器的研究主要集中在高性能的電極材料的制備上。
　　 本文主要制備了納米結(jié)構(gòu)的聚苯胺(Polyaniline，PANI)以及聚苯胺/碳基復(fù)合材料，研究了它們的制備工藝和電化學(xué)性能，并用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜、X射線衍射、X射線光電子能譜、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、比表面積、循環(huán)伏安、交流阻抗、恒電流充放電分析等對(duì)其

2、進(jìn)行了表征，得到以下結(jié)論：
　　 (1)采用乙醇作溶劑制備得到了PANI納米微球，其直徑在50～200 nm之間，為乙醇摻雜的翠綠亞胺態(tài)，具有一定的結(jié)晶性能；相對(duì)于傳統(tǒng)方法制備的PANI塊體材料有著更好的電化學(xué)活性，單電極放電比容量可以達(dá)到630 F·g-1，比塊體PANI提高了40％左右；循環(huán)穩(wěn)定性也相對(duì)提高，充放電循環(huán)1000次之后仍能保持在220 F·g-1。
　　 (2)采用原位聚合法將聚苯胺均勻包覆在碳納米管(

3、Carbon Nanotubes，CNTs)表面，制備得到核殼結(jié)構(gòu)的PANI/CNTs復(fù)合材料，CNTs表面的PANI殼層厚度約為50 nm；復(fù)合材料有著良好的法拉第贗電容特性，單電極放電比容量可以達(dá)到458 F·g-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所用純CNTs(約31 F·g-1)和塊體PANI(420 F·g-1)的比容量，其循環(huán)穩(wěn)定性相對(duì)于塊體PANI也有所提高。
　　 (3)以鹽酸摻雜的PANI為前驅(qū)體在750℃煅燒制備得到了高活性的多孔

4、碳材料(Highly Porous C2rbon Materials，HPC)，其比表面積可以達(dá)到1772 m2·g-1，具有良好的雙電層電容性能，在充放電過(guò)程中有較高的充放電效率(99.8％)和循環(huán)穩(wěn)定性，單電極放電比容量在電流密度為1 mA·cm-2時(shí)可以達(dá)到327.4 F·g-1，經(jīng)過(guò)1000次充放電循環(huán)后其衰減量?jī)H為3.5％。
　　 (4)以多孔碳為基體制備得到了PANI/HPC復(fù)合材料，屬于二維納米結(jié)構(gòu)范疇，有著較大的