聚(3,4-乙烯二氧噻吩)基电极的电化学电容性能的研究

来源 :山西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qvodsbsbsbsbsbs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容器作为一种电荷存储装置,通常由电极材料,集流体,电解质以及隔膜所组成。其中电极材料是组成超级电容器的重要组成部分之一,它的性质直接影响电容器的性能。在导电聚合物中,聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)是一种常用的超级电容器电极材料,因为其具有高导电性、化学稳定、快速动力学和环境相容等优点。与化学法制备PEDOT相比,电化学聚合制备PEDOT能够在集流体上一步负载电极材料,从而避免了使用化学法制备电极时所需的绝缘性粘接剂。然而文献调研表明,很少有工作详细调查电聚合条件还有集流体对所制备PEDOT电极电化学电容性能的影响。因此,本文首先对PEDOT电极的电聚合条件进行了详细优化,接着发展了一步电化学方法制备了PEDOT-碳纳米管(CNTs)复合电极,最后从改进集流体的角度对PEDOT-CNTs电极的性能进行了优化。通过本研究显著提升了基于PEDOT的电极的电化学电容性能,从而促进了PEDOT在超级电容器中的应用。本论文的主要内容如下:(1)通过改变电聚合条件(如聚合电流密度,聚合电位)、集流体和阴离子掺杂剂制备了不同的PEDOT电极,并比较了所制备电极的电化学电容性质。使用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的电极材料进行了组分和形貌的表征。电化学测试结果表明以石墨为基底,在恒电位聚合模式下,以0.9 V的聚合电位所制备的聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)掺杂的PEDOT电极展示了最优的电化学电容性能。本研究表明了对于导电聚合物电极而言,通过优化制备条件能显著提高其电化学性能。(2)通过一步电化学聚合方法制备了具有多孔网络结构的多壁碳纳米管@聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸盐)(MWCNTs@PEDOT/PSS)芯-壳型复合电极材料。复合材料的组分和形貌通过FT-IR、SEM和透射电子显微镜(TEM)进行表征测试。电化学测试结果表明MWCNTs@PEDOT/PSS复合电极表现出明显优于PEDOT/PSS和PEDOT/Cl电极的电容性能,表明MWCNTs的掺入有效提高了PEDOT电极的电化学性质。此外,MWCNTs@PEDOT/PSS芯-壳型复合电极展现了优异的超电容性能和循环稳定性。在5 m V s-1时展现了98.1m F cm-2的面积电容,并在5000次循环测试后保持了初始电容的97.8%。(3)提出了一种简易可行的电化学处理方法来粗糙化石墨(G)以获得电化学处理的石墨(EG)。并以EG为基底(集流体),通过一步电化学共沉积的方法在其上负载了PEDOT-CNTs电活性材料。相对于G/PEDOT-CNTs电极,所获得的EG/PEDOT-CNTs电极表现出显著增强的电化学性能。EG/PEDOT-CNTs电极在1 A g-1时呈现了278.7 F g-1的比电容。这可归因于在PEDOT-CNTs薄膜和EG基底的界面处建立了高质量的电接触。所制备的EG/PEDOT-CNTs电极非常有望用于高性能的电化学电容器。
其他文献
京山网球发展至今已有30多年,从最初的只有十个老干部参与的运动,发展成为拥有7万网球人口的网球特色城市,经历了传入、探索发展、快速发展等三个时期。网球文化建设是促进京
多波束测深系统是一种以声学传感器为主,多种辅助传感器集成使用的精密探测仪器,具有测量精度高、探测效率高、数字化与自动化等特点,适用于海洋地形地貌测绘、港口航道测量、水中目标精细探测等海上工程。显控软件是多波束测深系统的核心组成之一,以此为研究背景,在重点研发计划仪器专项(2018YFF01013401)的支持下,本文设计并实现了基于Qt的多波束测深系统显控软件。主要内容包含以下几个方面:首先,分析
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术一直是通信领域的研究热点。特别是随着4G技术的商用和5G技术商业化的逐渐推进,Massive-MIMO技术被广泛地使用。理论上来说,接收机和发射机配备的天线越多,传播信道可以提供的自由度越大,在数据速率或链路可靠性方面的性能就更好,同时能够提高频谱利用率、功率效率以及通信的稳定性和可靠性。为了获得Massiv
近年来,随着我国铁路货运规模的不断扩大,其运营安全问题逐渐引起了广泛关注。铁路货车作为铁路货运的运输载体和核心,其安全隐患极易进一步扩大为严重的安全事故。而货车轮对轴承作为铁路货车的关键部件之一,其服役性能的好坏直接影响着铁路货车的运行安全。因此,深入研究铁路货车轮对轴承的故障诊断技术,对提高铁路货车运行安全保障水平和科学运营维护有着重大意义。本文以铁路货车轮对轴承为研究对象,针对不同应用场景下货
赊买赊销逐渐成为企业交易时普遍使用的方式,但企业在甄别客户信用时,维持客户关系与提出真实客观质疑互为掣肘,因此企业进行信用交易时商业信用供给风险逐渐暴露出来。商业信用供给的直接风险来源于客户违约造成企业的坏账,间接风险来源于两个方面,一是对企业资金的占用,二是造成潜在的融资约束,传导至企业经营策略上,会左右企业的投资行为,最终影响企业价值。政府在从事商业行为时相较于其他商业主体更加诚信,通常政府业
中共中央东北局开展的土地改革运动,推翻了封建时期的土地制度,在东北地区实现了“耕者有其田”。《东北日报》作为中共中央东北局机关报,积极报道土地改革运动的动态,传播各地开展土地改革工作的先进经验和方法,宣传土地改革运动中涌现的积极分子的事迹,揭露地主阶级封建剥削的残酷事实,为东北地区土地改革运动的顺利进行起到了重要的舆论动员作用。本文以1946年5月至1948年11月《东北日报》发布的有关土地改革运
甘蔗制糖是我国南方的重要支柱产业。清糖浆是甘蔗制糖过程的中间产物,锤度是制糖过程分析的重要质量指标。传统的测量方法,需要采样、稀释、再通过锤度计(或折光仪)等实验室手工手段。操作繁琐耗时,对生产实时性的指导作用不大。近红外光谱分析技术是光学工程领域重要的应用方向。它具有快速、简便、无需试剂的优点,已经应用于甘蔗制糖过程中间产物的快速(或在线)检测。近红外光谱是一种间接分析技术,需要通过已知样品的光
当飞机和轮船在海上失事时,第一时间对失事目标进行搜索救援具有十分重要的意义。飞机和轮船上通常安装有行驶信息记录仪(俗称“黑匣子”),信息记录仪中会安装一个用于水下定位的声信标。当信息记录仪随失事目标沉入水中,声信标会自动开始工作并发射周期性声脉冲信号,因此可以利用水声定位方法对水下失事目标进行搜救。水下目标静止于海底,搜救时通常使用单个平台不断运动进行多点测量,再利用多个测量点的信息确定目标位置。
微细粒的矿物浮选仍是世界公认难题,由于其粒度小、质量轻,颗粒在流体中会随流体一起运动,没有足够的惯性来偏离流体的流线,从而难以与气泡发生惯性碰撞。微细粒矿物的难以回收造成了大量资源浪费。现有浮选动力学理论也表明颗粒脉动速度和滑移速度将直接影响颗粒与气泡的碰撞频率,因此湍流环境下滑移速度和脉动速度准确与否将直接影响到碰撞频率模型预测的准确性,开展湍流环境下微颗粒固-液两相流运动规律研究,建立湍流流场
语言是人类最重要的交流工具,其具有便捷、高效和准确的特征。同时语音作为语言的声学表现形式在日常生活中占据着重要的地位。随着计算机和物联网等技术的不断发展,智能产品逐渐渗入到人们生活的方方面面,如何高效地进行人机交互成为学术界和工业界的研究热点。尤其是随着深度学习和人工智能的发展和流行,利用深度神经网络强大的表征能力和泛化性能来实现语音信号的处理成为了一种趋势。而且在AIOT的推动下,语音信号处理在