【摘要】：聚苯胺(Polyaniline, PANI)是一種常見的超級電容器電極材料,具有廣闊的應(yīng)用前景,通過多孔陽極氧化鋁(Porous Anodic Alumina, PAA)模板制備PANI納米電極,有利其性能的提升。本文在制備出兩種不同PAA模板的基礎(chǔ)上,通過在PAA模板上原位聚合以及將模板剝離后與鐵或鎳基體復(fù)合后聚合兩種方法,成功制備出PANI納米電極并進(jìn)行電化學(xué)性能的對比分析。首先,本文在草酸水溶液中通過恒流硬氧化法快速制備出PAA模板,并對比分析了磷酸浸泡時間對孔徑的影響。結(jié)果表明：在5 wt%磷酸水溶液中30℃下浸泡15min后,孔徑由30 nm擴(kuò)大至50 nm,可作為原位聚合PANI所用模板；浸泡35 min后,孔徑進(jìn)一步擴(kuò)大至75 nm,可將模板剝離作為復(fù)合法聚合PANI所用模板。然后,本文在草酸及乙醇的混合溶液中采用階梯升壓法制備出大孔間距(約350 nm)的PAA模板并研究了其通孔工藝,結(jié)果表明在30℃下5 wt%磷酸溶液中浸泡180 min后可以得到有序的通孔PAA模板,首次計算了阻擋層的減薄速率約為1.26 nm/min,此模板能夠作為復(fù)合法聚合PANI所用模板。其次,本文在純鋁基體電沉積鎳的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探究了鎳在經(jīng)15 min磷酸浸泡擴(kuò)孔后的恒流硬氧化PAA模板中的電沉積工藝,結(jié)果表明：瓦特鍍鎳液與去離子水按1：1稀釋后的電沉積液濃度,-0.9V的電壓為合適的工藝條件。再次,本文在電沉積鎳后的恒流硬氧化PAA模板中使用循環(huán)伏安(Cyclic Voltammetry, CV)法原位聚合PANI,結(jié)果表明電極聚合速率較慢,僅為相同條件下純鋁基體電沉積鎳后聚合PANI量的約12.5%,且在性能測試時衰減很快,第10圈時已幾乎完全衰減。最后,本文使用鐵與鎳兩種基體以及兩種PAA模板,對模板剝離復(fù)合法聚合PANI的工藝和性能做了對比分析,結(jié)果表明：鐵基體雖然聚合速率比鎳基體低,但在性能測試時鐵基體衰減較鎳基體慢。恒流硬氧化PAA模板在相同條件下比草酸溶液中大孔間距模板聚合量小,聚合30圈時,前者僅為后者聚合量的42%。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O646.54;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2554774