互通多孔碳/聚苯胺复合电极材料的制备及其化学性能

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:user_lxy
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
超级电容器是一种绿色无污染的新型储能元件,其具有较高的能量密度和功率密度,因而得到了国内外广泛关注,其中电极材料起着至关重要的作用。碳材料由于导电性较好,价格低廉,广泛应用于双电层电容器的电极材料,然而其比电容较低。导电高分子材料由于具有较高的法拉第赝电容,价格低廉,环境友好等优点,成为电极材料研究的热点之一,遗憾的是,导电聚合物的循环寿命较差。碳/聚苯胺的复合物的各组分具有协同作用,有望得到综合性能优异的超级电容电极材料。本论文采用超浓乳液法制备具有分级互通多孔结构的碳材料,并以其作为载体在分级互通多孔碳材料的表面生长导电聚苯胺电极材料,分别研究分级互通多孔碳及其复合物的电化学性能。   首先以苯乙烯,二乙烯基苯为原料,合成互通多孔聚合物后,经炭化制备具有分级互通多孔结构的碳材料。采用SEM、BET、FTIR对其形貌、孔结构和表面的官能团进行了表征,研究了其电化学性能。通过超浓乳液中分散相的体积来调节互通多孔碳材料的孔结构,并对碳材料进行了液相氧化改性。研究结果表明:互通多孔碳材料合成时存在着一个合适的分散相体积,并且具有互通分级多孔结构;在碱性电解液中比容量最高达95F/g,经过液相氧化改性提高了浸润性,比容量随之提高,最高达225F/g;经过1000次循环后,电容保持90%,具有较好的循环寿命。   采用经典的化学氧化法合成了互通多孔碳/聚苯胺复合物,研究了反应时间和苯胺用量对复合物结构及形貌的影响。采用SEM和FTIR对其形貌及结构进行了表征,研究了其电化学性能。研究结果表明:随着反应时间的延长和苯胺用量的增加,复合物中的聚苯胺的纳米纤维长度和直径都增加,并且其比容量呈先增大后减小的趋势。复合物相对于纯的聚苯胺材料,虽然其比容量238F/g比纯聚苯胺的405F/g低,但是,复合物材料相对于纯聚苯胺材料,具有较低的电荷转移阻抗,循环寿命也得到了改善。
其他文献
随着微成形技术的发展,微注塑成型以其独特的优势在微机械、微电子、生物医学等领域得到了广泛的应用和发展。然而,由于微注塑成型中模具型腔的尺寸微小,其成型机理与传统注塑成型有许多不同,传统注塑成型的理论及方法已不能完全用来指导微型塑件的注塑成型。本课题在传统注塑成型数值模拟理论的基础上,结合微注塑成型机理,考虑微注塑成型中的微观因素,通过对ANSYS CFX软件的二次开发,弥补传统注塑成型模拟软件在微
柔性储能器件和弹性导体是柔性/可穿戴电子设备的核心元件,研究与制备高性能的柔性储能器件和弹性导体是推动柔性/可穿戴电子技术进步的动力源泉。在柔性储能器件中,柔性超级电容器以其优异的能量存储性能、机械柔性和安全性等优点显示出巨大的应用前景。虽然近年来柔性超级电容器和弹性导体的研究取得了令人瞩目的进展,但是柔性超级电容器和弹性导体在柔性/可穿戴领域的应用中仍存在一些不足。如柔性超级电容器中存在电极材料
学位
本研究以矿山含镉废水为对象,借鉴了大量国内外对人工湿地的研究成果,采用西南科技大学研发的立体生态净化床系统,对矿山含镉废水的处理效果进行试验研究,得出以下结论:   (1)
近年来,温室效应以及由其引起的环境变化受到越来越多的关注,CO2的捕获、分离与封存成为遏制CO2排放,减少大气中CO2浓度的有效方法之一。Li4SiO4作为高温下(500℃-720℃)循环
进一步提高材料的强度是材料科学发展的动力之一,探讨和实现金属材料在更高强度下的强韧匹配,是当前国际上金属结构材料研究领域最活跃的研究方向之一,其中以纳米结构材料研究为
纳米材料及其功能化复合材料因其表面富含多种官能团,而被广泛的应用于吸附研究领域。着重于高效吸附材料的探索而对其表面基团进行修饰,不同的材料结构和不同表面的基团对于重金属污染的吸附,已经成为新型吸附材料的研究重点。本文通过对工程纳米材料(氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO_2)、氧化石墨烯(GO))及其复合材料(氧化锌-氧化石墨烯(ZnO-GO)、氧化锌-壳聚糖(ZnO-CS)、氧化石墨烯-壳聚糖(
开发新型替代能源是解决目前能源危机的迫切课题。太阳能、风能、水能、生物能、核能等新型能源的应用,一定程度上缓解了当前的状况。同时,提高有限能源的使用效率,实现能源的充
微囊藻毒素-LR(缩写为MCLR)为水体中毒性最强、最经常爆发的一种毒素,该毒素对生物体呈多种毒性效应(如肝毒性和神经毒性),然而其毒性作用机制至今还不清楚。鉴于此,本研究工作以斑
热释电探测器与其他探测器相比具有光谱响应宽、价格低、体积小、重量轻、室温探测等优点。近年来在军事、民用、环保、医疗等领域有着广阔的应用前景。因此,制备高性能的热释电探测器对我国国家安全及国民经济都具有重要意义。本论文结合室温热释电探测器的发展前沿,以热释电单元探测器结构设计、探测器敏感单元制备、探测器制备以及吸收材料等为重点研究目标,研究并制备了基于超薄钽酸锂晶片的热释电单元器件,探测器在黑体的激