聚苯胺基復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 12:19
聚苯胺(PANI)作為超級(jí)電容器電極材料具有很好的應(yīng)用前景,其具有很高的理論比電容、制備工藝簡(jiǎn)單、合成原料便宜及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)引起了越來越多的關(guān)注,但其實(shí)際比容量偏小、電化學(xué)穩(wěn)定性差、產(chǎn)率低等因素一直限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。為此,本課題做了三個(gè)方面的內(nèi)容:(1)用產(chǎn)率高的化學(xué)氧化法制備了HCl、HNO3和H2SO4摻雜PANI,研究了氧化劑的量、酸的種類、酸的濃度、合成溫度及合成時(shí)間對(duì)PANI電導(dǎo)率的影響;(2)用還原氧化石墨烯(RGO)與高導(dǎo)電率的PANI進(jìn)行原位復(fù)合,研究了不同比例的PANI/RGO的電容性能和循環(huán)穩(wěn)定性;(3)用液相沉淀法制備了Mn O2,再用原位合成法制備了PANI/Mn O2復(fù)合材料,研究了不同比例的PANI/Mn O2的電容性能和循環(huán)穩(wěn)定性。研究表明:(1)用HCl作為摻雜酸制備的PANI在結(jié)晶性能上要稍優(yōu)于HNO3和H2SO4摻雜的PANI,且更易制備出纖維狀的PANI。同時(shí)通過測(cè)試電導(dǎo)率發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧化劑與苯胺單體的摩爾比為1,摻雜酸的濃度為2 mol/L,合成溫度為0℃,合成時(shí)間為8 h時(shí),制備出的PANI導(dǎo)電率最高為10.23 S/cm。(2)PANI與R...
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
可知,三種酸摻雜PANI的FT-IR圖分別在1577.51、1488.80、1303.67、
稱取量為0.05 g的PANI粉末溶入15 mL的N-N二甲基酰胺溶液中,靜置5 min后,取其上層液體進(jìn)行吸光度測(cè)試,測(cè)試范圍為300 nm~800 nm,速率為1 nm/s,測(cè)試結(jié)果如圖3.5所示。3.5HCl HNO3H2SO4PANI UV-visFigure3.5HCl HNO3and H2SO4doped PANI UV-vis diagram由圖3.5可以看出,吸收光譜圖顯示在330 nm和630 nm處有十分明顯的吸收峰,其中330 nm的吸收峰可能與PANI分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)內(nèi)的π-π*的電子躍遷有關(guān),電子從占據(jù)最高的分子軌道躍遷到未被占據(jù)的最低分子軌道。而在630 nm處的吸收峰可能與PANI分子結(jié)構(gòu)中的醌環(huán)內(nèi)的π-π*的電子躍遷有關(guān),與苯環(huán)的吸收峰強(qiáng)度相
種APS和An的不同摩爾比制備出的PANI導(dǎo)電率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以此來確定氧化劑和苯胺單體的最佳比例。測(cè)試的6組不同摩爾比下制備出的PANI的電導(dǎo)率見表3.2與圖3.6。3.2 PANI S/cmTable 3.2 Conductivity of acid doped PANI under different molar ratio0.5 0.75 1 1.25 1.5 2HCl 3.55 6.78 10.23 8.31 4.23 1.38HNO33.78 5.27 9.27 8.27 3.57 2.35H2SO43.21 6.21 8.25 7.12 4.13 1.263.6 PANIFigure3.6 Conductivity of PANI with different molar ratio由表3.2和圖3.6可以看出,三種酸摻雜PANI的電導(dǎo)率隨著氧化劑APS的變化趨勢(shì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性超級(jí)電容器電極材料與器件研究進(jìn)展[J]. 葉星柯,周乾隆,萬中全,賈春陽(yáng). 化學(xué)通報(bào). 2017(01)
[2]超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用及維護(hù)[J]. 魏家沛. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2016(06)
[3]電化學(xué)超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 劉云鵬,李樂,韓穎慧,吳天昊,李昕燁. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]聚苯胺復(fù)合石墨烯納米卷的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用(英文)[J]. 鄭冰娜,高超. 新型炭材料. 2016(03)
[5]石墨烯基復(fù)合超級(jí)電容器材料研究進(jìn)展[J]. 于美,李新杰,馬玉驍,劉瑞麗,劉建華,李松梅. 材料工程. 2016(05)
[6]超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 侯博,尹利紅,夏靳松,晏榮偉,陳永. 河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[7]電致變色型導(dǎo)電聚苯胺固態(tài)超級(jí)電容器的構(gòu)建與性能研究[J]. 劉翠仙,余雅國(guó),常云珍,周雯,袁偉,韓高義. 高分子學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]纖維素納米纖維基層層自組裝透明柔性導(dǎo)電膜及其電致變色柔性超級(jí)電容器[J]. 郝紅英,王茜,邵自強(qiáng),楊榮杰. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[9]三維還原氧化石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料的制備及其超級(jí)電容性能[J]. 汪建德,彭同江,鮮海洋,孫紅娟. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
博士論文
[1]電化學(xué)聚合制備基于導(dǎo)電聚合物的高能量密度超級(jí)電容器電極與器件[D]. 張環(huán)環(huán).吉林大學(xué) 2017
[2]晶態(tài)碳/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料制備及電容特性研究[D]. 闞侃.黑龍江大學(xué) 2016
[3]高性能非對(duì)稱超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)及其柔韌特性的研究[D]. 喻能.華中科技大學(xué) 2016
[4]導(dǎo)電聚合物基納米復(fù)合高比容電極及器件研究[D]. 楊文耀.電子科技大學(xué) 2015
[5]智能超級(jí)電容器[D]. 陳旭麗.復(fù)旦大學(xué) 2014
碩士論文
[1]超級(jí)電容器柔性炭電極研究[D]. 王浩然.北京化工大學(xué) 2017
[2]超級(jí)電容器隔膜與電解液的研究[D]. 劉浩.吉林大學(xué) 2015
[3]聚吡咯/聚苯胺同軸納米陣列復(fù)合材料的電化學(xué)儲(chǔ)能研究[D]. 王丹.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3466721
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
可知,三種酸摻雜PANI的FT-IR圖分別在1577.51、1488.80、1303.67、
稱取量為0.05 g的PANI粉末溶入15 mL的N-N二甲基酰胺溶液中,靜置5 min后,取其上層液體進(jìn)行吸光度測(cè)試,測(cè)試范圍為300 nm~800 nm,速率為1 nm/s,測(cè)試結(jié)果如圖3.5所示。3.5HCl HNO3H2SO4PANI UV-visFigure3.5HCl HNO3and H2SO4doped PANI UV-vis diagram由圖3.5可以看出,吸收光譜圖顯示在330 nm和630 nm處有十分明顯的吸收峰,其中330 nm的吸收峰可能與PANI分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)內(nèi)的π-π*的電子躍遷有關(guān),電子從占據(jù)最高的分子軌道躍遷到未被占據(jù)的最低分子軌道。而在630 nm處的吸收峰可能與PANI分子結(jié)構(gòu)中的醌環(huán)內(nèi)的π-π*的電子躍遷有關(guān),與苯環(huán)的吸收峰強(qiáng)度相
種APS和An的不同摩爾比制備出的PANI導(dǎo)電率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以此來確定氧化劑和苯胺單體的最佳比例。測(cè)試的6組不同摩爾比下制備出的PANI的電導(dǎo)率見表3.2與圖3.6。3.2 PANI S/cmTable 3.2 Conductivity of acid doped PANI under different molar ratio0.5 0.75 1 1.25 1.5 2HCl 3.55 6.78 10.23 8.31 4.23 1.38HNO33.78 5.27 9.27 8.27 3.57 2.35H2SO43.21 6.21 8.25 7.12 4.13 1.263.6 PANIFigure3.6 Conductivity of PANI with different molar ratio由表3.2和圖3.6可以看出,三種酸摻雜PANI的電導(dǎo)率隨著氧化劑APS的變化趨勢(shì)
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期刊論文
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[2]超級(jí)電容器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用及維護(hù)[J]. 魏家沛. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2016(06)
[3]電化學(xué)超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 劉云鵬,李樂,韓穎慧,吳天昊,李昕燁. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[4]聚苯胺復(fù)合石墨烯納米卷的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用(英文)[J]. 鄭冰娜,高超. 新型炭材料. 2016(03)
[5]石墨烯基復(fù)合超級(jí)電容器材料研究進(jìn)展[J]. 于美,李新杰,馬玉驍,劉瑞麗,劉建華,李松梅. 材料工程. 2016(05)
[6]超級(jí)電容器電極材料研究進(jìn)展[J]. 侯博,尹利紅,夏靳松,晏榮偉,陳永. 河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(03)
[7]電致變色型導(dǎo)電聚苯胺固態(tài)超級(jí)電容器的構(gòu)建與性能研究[J]. 劉翠仙,余雅國(guó),常云珍,周雯,袁偉,韓高義. 高分子學(xué)報(bào). 2016(03)
[8]纖維素納米纖維基層層自組裝透明柔性導(dǎo)電膜及其電致變色柔性超級(jí)電容器[J]. 郝紅英,王茜,邵自強(qiáng),楊榮杰. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
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博士論文
[1]電化學(xué)聚合制備基于導(dǎo)電聚合物的高能量密度超級(jí)電容器電極與器件[D]. 張環(huán)環(huán).吉林大學(xué) 2017
[2]晶態(tài)碳/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料制備及電容特性研究[D]. 闞侃.黑龍江大學(xué) 2016
[3]高性能非對(duì)稱超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)及其柔韌特性的研究[D]. 喻能.華中科技大學(xué) 2016
[4]導(dǎo)電聚合物基納米復(fù)合高比容電極及器件研究[D]. 楊文耀.電子科技大學(xué) 2015
[5]智能超級(jí)電容器[D]. 陳旭麗.復(fù)旦大學(xué) 2014
碩士論文
[1]超級(jí)電容器柔性炭電極研究[D]. 王浩然.北京化工大學(xué) 2017
[2]超級(jí)電容器隔膜與電解液的研究[D]. 劉浩.吉林大學(xué) 2015
[3]聚吡咯/聚苯胺同軸納米陣列復(fù)合材料的電化學(xué)儲(chǔ)能研究[D]. 王丹.東南大學(xué) 2015
本文編號(hào):3466721
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