聚苯胺-二氧化錳復(fù)合材料的制備與電化學(xué)電容特性研究.pdf

1、超級電容器是近年來出現(xiàn)的一種新型的能量存儲和轉(zhuǎn)換器件，性能介于傳統(tǒng)電容器和電池之間，具有功率密度大、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍廣、無污染等優(yōu)點(diǎn)，在移動通訊、信息技術(shù)、電動汽車、航空國防等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)儲能原理，超級電容器可分為雙電層電容和法拉第電容，當(dāng)前研究熱點(diǎn)是其電極材料，包括碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物。
　　 本論文首次以高錳酸鉀為氧化劑，采用氧化聚合苯胺的方法，一次直接制備了聚苯胺/二氧化錳復(fù)合物?？疾炝司?/p>

2、合工藝條件（包括氧化劑與苯胺的比例、酸度等）對聚苯胺/二氧化錳復(fù)合材料的超電容性能的影響。分別采用：TG分析所制得的復(fù)合材料中二氧化錳的含量；SEM觀察所制得的復(fù)合材料表面形貌；XRD測試了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)；分別在0.5mol/L H2SO4和1mol/L Na2SO4電解液中，以飽和甘汞電極為參比電極對復(fù)合材料進(jìn)行了循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等電化學(xué)性能的測試。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)合材料中二氧化錳為無定形結(jié)構(gòu)，二氧化

3、錳的加入提高了聚苯胺的熱穩(wěn)定性。本文研究了鹽酸濃度對產(chǎn)物性能的影響，無酸情況下制得的復(fù)合材料中二氧化錳含量可高達(dá)68％，循環(huán)性能也最優(yōu)，1000次循環(huán)后容量基本無衰減，但容量較低；隨著鹽酸濃度的增加，復(fù)合材料中二氧化錳含量逐漸減少，循環(huán)性能不太穩(wěn)定，但容量逐漸增大。當(dāng)反應(yīng)溶液中鹽酸濃度為1mol/L時，二氧化錳含量僅為2.58％，復(fù)合材料的比電容此時最高，在0.5mol/L硫酸電解液中高達(dá)475F/g，明顯高于單獨(dú)的聚苯胺的比電容。

4、r>　　 本文還研究了反應(yīng)物比例對產(chǎn)物性能的影響，隨著高錳酸鉀物質(zhì)的量的增加，制得的復(fù)合材料的比電容先增大后減小，當(dāng)高錳酸鉀與苯胺的物質(zhì)的量之比為1:2時，得到的復(fù)合材料的超電容性能最好，在反應(yīng)溶液中鹽酸濃度為0.1mol/L時，二氧化錳含量高達(dá)59.2％，復(fù)合材料在1mol/L硫酸鈉電解液中的比電容可達(dá)210F/g，明顯高于單獨(dú)的二氧化錳的比電容，循環(huán)性能也有所提高。
　　 本論文還嘗試提出了聚苯胺和二氧化錳復(fù)合材料的贗電容