發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 12:02

  本文關(guān)鍵詞：超級(jí)電容器用聚吡咯纖維電極材料的制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 棉線基材 聚吡咯 柔性纖維超級(jí)電容器 導(dǎo)電性 電化學(xué)性能

【摘要】：柔性纖維超級(jí)電容器在超級(jí)電容器的領(lǐng)域受到了越來越廣泛的關(guān)注和研究,在各種基底上附著/沉積高分子導(dǎo)電聚合物成為制備柔性電極材料的主要方法。聚吡咯和其衍生物具有合成簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、導(dǎo)電性高和生物相容性好的特點(diǎn)而引起高度重視。但是聚吡咯又有難加工、力學(xué)性能差的特點(diǎn)難以直接在電容器中應(yīng)用。本論文以市場(chǎng)化的棉線、細(xì)菌纖維素短纖/棉線為基底,分別用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)控制聚吡咯顆粒的分布和形貌,以細(xì)菌纖維素(BC)短纖增加基底的比表面積,甲基橙(MO)來調(diào)控聚吡咯的微觀形貌等方法來得到電化學(xué)性能優(yōu)異的柔性纖維超級(jí)電容器材料。主要研究結(jié)果如下:(1)利用棉線做基材,采用陰離子表面活性劑CTAB和陽離子表面活性劑SDBS作為軟模板,通過溶液聚合的方法制得聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料具有較大的面積比容量(9.61mF/cm2),優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性能,較好的機(jī)械性能。(2)利用棉線做基材,將細(xì)菌纖維素(BC)短纖沉積在棉線纖維上,通過原位氧化聚合制得聚吡咯/BC/棉線復(fù)合電極材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該聚吡咯/BC/棉線復(fù)合電極材料質(zhì)量比容量為275F/g,面積比容量為76.63mF/cm2,循環(huán)穩(wěn)定性良好,且在不同的電流密度下具有較好的穩(wěn)定性;機(jī)械穩(wěn)定性良好,在彎曲條件下也有好的充放電容量。(3)利用棉線為基材,利用FeCl3-MO作為反應(yīng)模板,通過溶液聚合的方法在棉線上沉積納米棒狀聚吡咯,制得聚吡咯/棉線復(fù)合導(dǎo)電材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該復(fù)合材料的高分子沉積率較低,但是其質(zhì)量比容量可達(dá)210.9F/g,面積比容量可達(dá)74mF/cm2,具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,其導(dǎo)電性和電容不會(huì)因?yàn)椴牧鲜艿讲煌潭鹊膹澢艿接绊憽?br/> 【關(guān)鍵詞】：棉線基材 聚吡咯 柔性纖維超級(jí)電容器 導(dǎo)電性 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ342;TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-27
• 1.1 電容器的原理10
• 1.2 電化學(xué)電容器10-15
• 1.2.1 雙層電容器12-13
• 1.2.2 贗電容電化學(xué)電容器13-15
• 1.3 柔性超級(jí)電容器（FSC）15-23
• 1.3.1 柔性超級(jí)電容器的研究意義15
• 1.3.2 金屬基柔性超級(jí)電容器15-16
• 1.3.3 塑料基柔性超級(jí)電容器16
• 1.3.4 紙基柔性超級(jí)電容器16-21
• 1.3.5 織物形態(tài)柔性超級(jí)電容器21-22
• 1.3.6 纖維狀柔性超級(jí)電容器22-23
• 1.4 導(dǎo)電聚合物聚吡咯的介紹23-24
• 1.5 導(dǎo)電聚吡咯摻雜機(jī)理24-25
• 1.5.1 電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理24
• 1.5.2 質(zhì)子酸摻雜機(jī)理24-25
• 1.6 本論文的研究目的和內(nèi)容25-27
• 2 陰、陽表面活性劑共混聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料的制備及性能研究27-36
• 2.1 引言27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 2.2.1 儀器藥品27-28
• 2.2.2 聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料的制備28
• 2.3 表征方法和性能測(cè)試28-29
• 2.3.1 聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料的負(fù)載量28
• 2.3.2 紅外光譜分析（ATR-FTIR）28-29
• 2.3.3 掃描電鏡分析（SEM）29
• 2.3.4 復(fù)合材料的電化學(xué)性能測(cè)試29
• 2.3.5 復(fù)合材料的綜合充放電測(cè)試29
• 2.4 結(jié)果與討論29-35
• 2.4.1 復(fù)合電極材料的負(fù)載量分析29-30
• 2.4.2 復(fù)合電極材料的紅外光譜分析30-31
• 2.4.3 掃描電鏡分析（SEM）31-32
• 2.4.4 復(fù)合材料的電化學(xué)性能測(cè)試32-33
• 2.4.5 PPy/棉線復(fù)合電極材料的綜合充放電測(cè)試33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 聚吡咯/細(xì)菌纖維素纖維/棉線復(fù)合電極材料的制備及性能研究36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-38
• 3.2.1 儀器藥品36-37
• 3.2.2 聚吡咯/BC/棉線復(fù)合材料的制備37-38
• 3.2.3 凝膠電解質(zhì)的制備38
• 3.3 表征方法和性能測(cè)試38-39
• 3.3.1 聚吡咯/BC/棉線復(fù)合電極材料的活性物質(zhì)負(fù)載量的計(jì)算38
• 3.3.2 紅外光譜分析（ATR-FTIR）38
• 3.3.3 掃描電鏡分析（SEM）38-39
• 3.3.4 PPy/BC/棉線復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試39
• 3.3.5 復(fù)合電極材料的綜合充放電測(cè)試39
• 3.4 結(jié)果與討論39-44
• 3.4.1 PPy/BC/棉線復(fù)合電極材料負(fù)載量的分析39
• 3.4.2 復(fù)合電極材料的傅里葉紅外光譜分析（ART-FTIR）39-40
• 3.4.3 復(fù)合電極材料的掃描電子顯微鏡分析（SEM）40-41
• 3.4.4 PPy/BC/棉線復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試分析41-42
• 3.4.5 復(fù)合電極材料的綜合充放電測(cè)分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 三氯化鐵—甲基橙共混聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料的制備及性能研究46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46-47
• 4.2.1 儀器藥品46-47
• 4.2.2 聚吡咯/棉線復(fù)合電極材料的制備47
• 4.2.3 凝膠電解質(zhì)的制備47
• 4.3 表征方法和性能測(cè)試47-49
• 4.3.1 聚吡咯/棉線復(fù)合材料的負(fù)載量47-48
• 4.3.2 傅里葉紅外光譜分析48
• 4.3.3 掃描電鏡分析（SEM）48
• 4.3.4 PPy/棉線復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試48
• 4.3.5 復(fù)合電極材料的綜合充放電測(cè)試48-49
• 4.4 結(jié)果與分析49-53
• 4.4.1 PPy/棉線復(fù)合電極材料的活性物質(zhì)負(fù)載量的分析49
• 4.4.2 復(fù)合電極材料的紅外光譜分析（ART-FTIR）49-50
• 4.4.3 PPy/棉線復(fù)合電極材料的掃描電鏡分析（SEM）50
• 4.4.4 PPy/棉線復(fù)合電極材料的電化學(xué)性能測(cè)試分析50-51
• 4.4.5 PPy/棉線復(fù)合電極材料的綜合充放電測(cè)試51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-64
• 附錄64-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：1000064