Keggin型多酸復(fù)合材料及電化學(xué)性能研究.pdf

1、多酸化學(xué)發(fā)展至今，逐漸由基礎(chǔ)研究延伸至與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相連的能源與環(huán)境領(lǐng)域，與我們的生活息息相關(guān)。由于Keggin型多酸陰離子具有對(duì)稱(chēng)性高、強(qiáng)酸性、可逆氧化還原性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和可接受電子等優(yōu)越的性能，且可以提高聚苯胺等導(dǎo)電聚合物的質(zhì)子化和電化學(xué)性能，因此其在電化學(xué)方面的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。我們知道H3PMo12O40多酸可以達(dá)到其超級(jí)還原態(tài)[PMo12O40]27-，得失傳遞24電子，具有較大的理論容量。但是此Keggin型多酸易團(tuán)聚和

2、易溶解，即將其用作電池和電容器等的電極材料時(shí)易出現(xiàn)團(tuán)聚和溶解現(xiàn)象，從而降低電池和電容器等的循環(huán)穩(wěn)定性和速率穩(wěn)定性。因此如何實(shí)現(xiàn)Keggin多酸在電池和電容器等中的廣泛應(yīng)用，是本課題研究的目的所在。大量研究表明，將多酸負(fù)載到一些剛性的碳材料（如碳納米管和石墨烯）上，對(duì)多酸有限域的作用，從而有效的解決上述問(wèn)題。所以本文利用導(dǎo)電聚合物聚苯胺作為連接體來(lái)將多酸負(fù)載到碳納米管上，不僅解決了多酸易聚集的問(wèn)題，還大大提高了其電化學(xué)性能。
　　為

3、了探索研究Keggin型多酸基復(fù)合材料的電化學(xué)性能，本文設(shè)計(jì)合成了一系列復(fù)合材料，并將其應(yīng)用到鋰離子電池和超級(jí)電容器中進(jìn)行表征研究，研究?jī)?nèi)容包括以下兩部分:
　　1、在鋰離子電池中的應(yīng)用。首先通過(guò)π-π相互作用將多碳納米管MWNTs和聚苯胺PANI結(jié)合在一起形成復(fù)合材料PANI/MWNTs，后通過(guò)靜電相互作用將多酸陰離子[PMo12O40]3-加載到復(fù)合材料PANI/MWNTs上，成功的合成納米復(fù)合材料PMo12/PANI/MWN

4、Ts。將該納米復(fù)合材料PMo12/PANI/MWNTs用作鋰離子電池的負(fù)極材料來(lái)研究其電化學(xué)性能，說(shuō)明了該雜化材料不僅具有高的放電比容量;有好的循環(huán)穩(wěn)定性且循環(huán)100圈后，電容保持率能達(dá)到100％;有好的速率穩(wěn)定性。我們進(jìn)一步研究了PMo12-nVn/PANI/MWNTs納米復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能，得到其雖有高的放電比容量，但循環(huán)穩(wěn)定性較差。所以我們研究得到了一種好的電化學(xué)性能的電極材料PMo12/PANI/MWNT

5、s，對(duì)多酸基復(fù)合材料在能源方面的應(yīng)用有促進(jìn)作用。
　　2、在超級(jí)電容器中的應(yīng)用。同第一部分合成方法，成功的合成了納米復(fù)合材料PMo12-nVn/PANI/MWNTs。將該納米復(fù)合材料PMo12-nVn/PANI/MWNTs用作超級(jí)電容器的電極材料來(lái)研究其電化學(xué)性能，說(shuō)明了該雜化材料不僅具有高的放電比容量;有好的循環(huán)穩(wěn)定性;有好的速率穩(wěn)定性。我們進(jìn)一步研究了PMo12/PANI/MWNTs納米復(fù)合材料作為超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性