超級電容器因具有功率和能量密度高、循環(huán)效率高、低成本、安全穩(wěn)定等眾多優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、交通運輸、后備電源等領(lǐng)域。導(dǎo)電高分子聚吡咯(PPy)和聚苯胺(PANI)具有環(huán)境穩(wěn)定性好、易合成、導(dǎo)電性較高、氧化還原可逆性好等優(yōu)點,因此作為超級電容器電極材料,具有重要的應(yīng)用研究價值。超級電容器電極材料的儲能性能與電極活性物質(zhì)、電極材料結(jié)構(gòu)以及基底材料導(dǎo)電性有密切關(guān)系。本論文將陰離子摻雜PPy和質(zhì)子酸摻雜PANI構(gòu)成同軸納米陣列結(jié)構(gòu)復(fù)合電極材料,兩種導(dǎo)電聚合物在充放電過程中可逆摻雜／去摻雜電解質(zhì)溶液中的陰、陽離子進行電化學(xué)儲能,復(fù)合電極材料通過協(xié)同儲能作用提高電容性能。本論文研究了聚吡咯／聚苯胺同軸納米陣列復(fù)合材料的電化學(xué)儲能。具體設(shè)計合成了基于TiO2 NTAs基底、自支撐結(jié)構(gòu)、TiN NTAs基底的聚吡咯／聚苯胺復(fù)合電極材料：聚吡咯／二氧化鈦／聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料(PPy/TiO2/PANI),自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸陣列膜復(fù)合材料(PPy/PANI),聚吡咯/氮化鈦／聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料(PPy/TiN/PANI),并研究以上復(fù)合材料電化學(xué)電容性...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 超級電容器
        1.2.1 超級電容器概述
        1.2.2 超級電容器的分類
        1.2.3 超級電容器的原理
    1.3 超級電容器的電極材料
        1.3.1 碳基電極材料
        1.3.2 過渡金屬氧化物基電極材料
        1.3.3 導(dǎo)電聚合物基電極材料
    1.4 導(dǎo)電聚吡咯
        1.4.1 吡咯概述
        1.4.2 聚吡咯合成
        1.4.3 聚吡咯導(dǎo)電機理
        1.4.4 聚吡咯應(yīng)用
    1.5 導(dǎo)電聚苯胺
        1.5.1 苯胺概述
        1.5.2 聚苯胺合成
        1.5.3 聚苯胺導(dǎo)電機理
        1.5.4 聚苯胺應(yīng)用
    1.6 超級電容器的特點與應(yīng)用
        1.6.1 超級電容器的特點
        1.6.2 超級電容器的應(yīng)用
    1.7 本論文的研究目標(biāo)和內(nèi)容
第二章 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的制備及電容性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑、材料與儀器
        2.2.2 二氧化鈦納米管陣列的制備
        2.2.3 聚吡咯/二氧化鈦同軸二層納米管陣列復(fù)合材料的制備
        2.2.4 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的制備
        2.2.5 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的形貌表征
        2.3.2 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 聚吡咯/二氧化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的制備及電容性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑、材料與儀器
        3.2.2 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的制備
        3.2.3 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能測試
        3.2.4 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料基于硫酸水溶液電解質(zhì)中對稱型超級電容器的組裝
        3.2.5 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料基于硫酸水溶液電解質(zhì)中對稱型超級電容器的的電化學(xué)性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的形貌表征
        3.3.2 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列膜復(fù)合材料的電化學(xué)性能
        3.3.4 自支撐聚苯胺納米柱嵌聚吡咯納米孔同軸納米陣列復(fù)合膜材料基于硫酸電解質(zhì)溶液中對稱型超級電容器的電化學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的制備及電容性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑、材料與儀器
        4.2.2 氮化鈦納米管陣列的制備
        4.2.3 聚吡咯/氮化鈦同軸二層納米管陣列復(fù)合材料的制備
        4.2.4 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的制備
        4.2.5 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征及電化學(xué)性能測試
        4.2.6 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料對稱型超級電容器組裝
        4.2.7 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料對稱型超級電容器的電化學(xué)性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 二氧化鈦納米管陣列與氮化鈦納米管陣列材料電化學(xué)性能對比
        4.3.2 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的形貌表征
        4.3.3 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.4 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料的電化學(xué)性能
        4.3.5 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料基于硫酸電解質(zhì)溶液中對稱型超級電容器的電化學(xué)電容性能
        4.3.6 聚吡咯/氮化鈦/聚苯胺同軸三層納米管陣列復(fù)合材料對稱型固態(tài)超級電容器的電化學(xué)電容性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3892228