聚苯胺及其衍生物的制備及電容性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)瞬間高能量密度能源的需求刺激了超級(jí)電容器的快速發(fā)展。由于它的高能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性，超級(jí)電容器在電動(dòng)車(chē)、發(fā)電裝置以及其它設(shè)備的能源應(yīng)用方面中發(fā)揮重要作用。導(dǎo)電聚合物特別是聚苯胺由于它具有高的導(dǎo)電性、良好的氧化還原可逆性、環(huán)境穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用于電容、電池等。本文合成了苯胺衍生物:N-(3-羥基丙基)苯胺和N-羥乙基苯胺。然后對(duì)苯胺衍生物制備的導(dǎo)電聚合物和碳材料進(jìn)行電容性能研究，根據(jù)導(dǎo)電機(jī)理的不同它們分別對(duì)應(yīng)于贗電

2、容和雙電層電容。最后，研究了ZnCl2活化制備碳材料的電容性能。
　　 選用苯胺和N-(3-羥基丙基)苯胺作為單體，在電化學(xué)聚合研究的基礎(chǔ)上合成不同比例的苯胺和聚N-(3-羥基丙基)苯胺的復(fù)合高分子導(dǎo)電聚合物。采用傅里葉紅外(FTIR)、X-射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等技術(shù)表征了導(dǎo)電聚合物的物理性質(zhì)。把導(dǎo)電聚合物作為活性物質(zhì)涂覆到不銹鋼網(wǎng)上制備成工作電極，用1MH2SO4在三電極系統(tǒng)下測(cè)試導(dǎo)電聚合物的電容性能。

3、結(jié)果表明1mA/cm2電流密度和0-0.6V電壓范圍條件下，聚苯胺、聚N-(3-羥基丙基)苯胺、聚N-(3-羥基丙基)苯胺/苯胺=1/1的電容可分別達(dá)到537F/g、477F/g、380F/g，經(jīng)過(guò)100次循環(huán)電容分別衰減22％、27％、30％。
　　 選用苯胺和N-羥乙基苯胺作為單體，把不同的表面活性劑(PVA、PVP、CMC、SDS、CTAB、乙醇)作為軟模板改善聚合物的形貌。在1MHCl中以APS、FeCl3作為氧化劑，S

4、DS作為表面活性劑合成導(dǎo)電聚合物有很好的形貌。以導(dǎo)電聚合物作為前驅(qū)體在N2條件下制備不同溫度(500℃至900℃)的碳材料。制備了不同系列(A:聚苯胺、B:聚N-羥乙基苯胺、C:N-羥乙基苯胺/苯胺=1/1)的聚合物不同溫度下的碳材料。并制備成電極研究碳材料的電容性。結(jié)果表明:A-700℃、B-800℃、C-800℃碳材料的電容性能最優(yōu)，在O.1A/g時(shí)電容分別為147F/g、78F/g、54F/g。
　　 選用ZnCl2活化導(dǎo)