聚苯胺及其復合材料的制備與性能研究.pdf

1、超級電容器是一種性能介于傳統(tǒng)電容器和化學電池之間的新型儲能元件，具有更高的能量密度和更大的功率密度。目前，對超級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構的聚苯胺(Polyaniline，PANI)以及聚苯胺/碳基復合材料，研究了它們的制備工藝和電化學性能，并用傅立葉轉換紅外光譜、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其

2、進行了表征，得到以下結論：
　　 (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)，具有一定的結晶性能；相對于傳統(tǒng)方法制備的PANI塊體材料有著更好的電化學活性，單電極放電比容量可以達到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，制備得到核殼結構的PANI/CNTs復合材料，CNTs表面的PANI殼層厚度約為50 nm；復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到458 F·g-1，遠遠高于所用純CNTs(約31 F·g-1)和塊體PANI(420 F·g-1)的比容量，其循環(huán)穩(wěn)定性相對于塊體PANI也有所提高。
　　 (3)以鹽酸摻雜的PANI為前驅體在750℃煅燒制備得到了高活性的多孔

4、碳材料(Highly Porous C2rbon Materials，HPC)，其比表面積可以達到1772 m2·g-1，具有良好的雙電層電容性能，在充放電過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時可以達到327.4 F·g-1，經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后其衰減量僅為3.5％。
　　 (4)以多孔碳為基體制備得到了PANI/HPC復合材料，屬于二維納米結構范疇，有著較大的