TiO2和C復合納米結構的制備及電化學性能研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的高效能量存儲裝置,因其具有大的功率密度,良好的循環(huán)性能而被廣泛應用于可移動設備電源,混合動力電動車以及航空航天領域。通過陽極化方法在金屬鈦基底上原位合成TiO2納米管陣列具有大的表面和有序的孔洞結構,且化學穩(wěn)定性好,管徑和管長等幾何參數(shù)可以通過陽極化過程進行調(diào)變,規(guī)則的管狀結構不僅為電解液流動和離子遷移提供了通道,同時是負載其他高比電容活性物質(zhì)形成復合納米陣列良好的模板。然而TiO2有限的導電性使其應用受到了很大的

2、限制。有效的C摻雜或者負載能夠提高TiO2導電性能,有利于TiO2納米管陣列內(nèi)的高比電容的物質(zhì)的負載和以TiO2為基礎的超級電容器電化學性能的提高。
　　 利用陽極化過程中有機物為C源,在Ar氣氣氛下退火處理,實現(xiàn)了對TiO2納米管的原位摻雜,有效提高了TiO2納米管陣列的導電性能和電容水平。然后以C摻雜的TiO2納米管為模板,采用循環(huán)伏安法負載聚苯胺,由于C的摻入提高了TiO2納米管的導電性能,更好的實現(xiàn)了有效負載聚苯胺。另外

3、通過考察電化學聚合過程中苯胺單體的濃度和循環(huán)掃描的圈數(shù)的影響,可控地制得了聚苯胺納米管、納米棒和無序納米線網(wǎng)絡三種結構,分別研究了它們的電化學性能。結果表明,采用簡單的方法合成了C-TiO2/PANI復合電極材料具有良好的電容性能。
　　 采用葡萄糖水熱以及后續(xù)退火的方法,在陽極化二氧化鈦納米管負載一層碳,形成TiO2/C復合納米管陣列,考察了葡萄糖濃度和不同退火溫度對TiO2/C結構和性能的影響。碳的負載使得TiO2能夠有效提