酚醛基碳球/聚苯胺复合材料制备及电化学性能研究

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本实验是选用间苯二酚(R)和甲醛(F)为主原料,在无水碳酸钠(C)作为引发剂的条件下,利用动态悬浮聚合法合成酚醛基碳球,然后以过硫酸铵(APS)为氧化剂,苯胺(AN)、盐酸为原料,采用化学氧化聚合法制备得到酚醛基碳球/聚苯胺复合材料。并用苯酚部分替代间苯二酚来制备酚醛基碳球,进而反应得到有苯酚掺杂的酚醛基碳球/聚苯胺复合材料。用SEM、XRD等对两类酚醛基碳球/聚苯胺复合材料的微观形貌和结构进行表征,并将其制作成电极材料组装成超级电容器,利用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法测试其电化学性能。结论证明,动态悬浮聚合法得到的酚醛基碳球具有很好的分散性,球形饱满,球径较为均一。经过循环伏安测试得到,纯碳球与苯胺的比例为0.5:1时,原位聚合制备的复合材料作为超级电容器的电极材料的电容性能最佳。在所有掺杂苯酚的酚醛基碳球中,P4RF的碳球/聚苯胺复合材料的比容量和能量密度最大,比电容值为23.50F·g-1,比能量值为3.27Wh·kg-1。这个值甚至高于相同条件下的纯的酚醛基碳球/聚苯胺复合材料。
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