對氨基苯硫酚誘導(dǎo)合成聚苯胺-氧化錳復(fù)合材料及其電容性能研究.pdf

1、本文以Au絲為基底，在氮氣保護下，利用4-氨基苯硫酚(4-ATP)處理Au絲，以高錳酸鉀為氧化劑，實現(xiàn)了聚苯胺(PANI)和氧化錳(MnOx)的化學氧化復(fù)合，得到了聚苯胺/氧化錳復(fù)合材料。利用紅外光譜(FT-IR)、差熱-熱重(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)等測試方法進行組成、結(jié)構(gòu)及形貌分析。并利用循環(huán)伏安、恒電流充放電、交流阻抗技術(shù)研究了復(fù)合材料的電容性能。FT-IR譜圖中出現(xiàn)聚苯

2、胺和氧化錳的特征吸收。復(fù)合材料的TG-DTA的熱重分析表明復(fù)合物中聚苯胺含量偏大。SEM結(jié)果表明，復(fù)合材料以納米纖維或三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米微球形式存在。XRD分析結(jié)果表明，復(fù)合材料中以無定形結(jié)構(gòu)存在，XPS分析結(jié)果表明氧化錳中存在不同價態(tài)錳，Mn與O的原子個數(shù)比為0.4。
　　考察了氮氣保護、4-ATP濃度、質(zhì)子酸種類、苯胺與鹽酸的配比、苯胺與高錳酸鉀的配比、電極質(zhì)量等制備條件對復(fù)合材料電容性能的影響。結(jié)果表明，在氮氣保護下，在苯胺

3、濃度為0.15M，pH值為4，苯胺與鹽酸的物質(zhì)的量比為1∶1，苯胺與高錳酸鉀的物質(zhì)的量比為1∶1，4-ATP濃度為1mM的相對優(yōu)化條件下制備得到的PANI/MnOx復(fù)合材料，質(zhì)量為0.20 mg時，在1.0 mol/L Na2SO4溶液中，掃速為10 mV/s，在電流密度為1 mA/cm2時比電容為822 F/g。電極質(zhì)量由0.20 mg增加到1.00 mg，比電容下降了5.8％。
　　考察了掃描速率、電解質(zhì)濃度、電流密度等電化學

4、測試條件對復(fù)合材料電容性能的影響，并與相似條件得到的PANI、MnOx相比較。結(jié)果表明，在相對優(yōu)化的制備條件下，質(zhì)量為0.18 mg時，在0.0～0.9 V電位范圍內(nèi)，掃速為10 mV/s，電流密度為1 mA/cm2時，0.5 mol/L Na2SO4溶液中PANI/MnOx表現(xiàn)出來較好的電容特性:單電極比電容可達832 F/g，在電流密度為5 mA/cm2時，比電容僅下降了9.7％，與PANI、MnOx相比，PANI/MnOx具有較好