導電聚合物材料和碳材料都是極具前景的超級電容器電極材料。然而此類材料較低的倍率性能和比容量,以及較短的循環(huán)壽命限制其應用。本文通過原位聚合方法使顆粒狀聚苯胺（PANI）生長在氮摻雜多孔碳（NPC）表面,獲得了聚苯胺/N摻雜多孔碳（PANI/NPC）復合物。多孔結構有利于電解液離子的傳輸,PANI納米顆粒提供了豐富的氧化還原活性位點,復合材料的電化學性能因此得到顯著改善。電化學測試結果顯示:在0.1 A/g電流密度下,PANI/NPC復合材料的比容量為171.9 F/g,是NPC材料比容量（117.5 F/g）的近1.5倍;循環(huán)5000次后,容量保持率為97.68%,表現出良好的電化學性能。 

【文章來源】：電子元件與材料. 2020,39(11)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

PANI/NPC復合材料制備流程圖

通過N2吸附/脫附等溫分析進一步確定了PANI/NPC復合材料的高度多孔結構(圖3(a))。樣品顯示出I型和IV型等溫線特點,在低壓下吸附體積增加,表明樣品具有微孔和介孔特性[21]。從孔徑分布圖(圖3(a)插圖)也可以看出材料的孔徑基本集中在介孔和微孔區(qū)域。PANI/NPC復合材料的比表面積為98.9 m2/g,孔容為0.417 cm3/g。介孔和微孔的存在有助于電解液離子傳輸,進而提升材料的電化學性能。2.3 X射線光電子能譜(XPS) 分析

圖3(b)為PANI/NPC復合材料的X射線光電子能譜(XPS),顯示產物存在C、N、O三種元素。圖3(c)為N1s元素的高分辨圖譜,說明N原子從尿素和氮氣氛中部分轉化為吡啶氮(398.3 eV),吡咯氮(400.1 eV)[22]。高氮含量的尿素可以與小麥粉中的含氧官能團反應,從而充當氮源,形成氮摻雜的多孔結構。吡啶氮和吡咯氮有贗電容活性,有助于提高材料的比容量。C1s圖譜(圖3(d))顯示了C—N鍵(285.8 eV)的存在,進一步證實了氮在碳中的成功摻雜。2.4 材料的電化學性能分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高性能超級電容器用氧化釕/氮摻雜多孔碳復合材料的研究[J]. 付興平,王燦明,林皓,劉瑞來,胡家朋,林維晟.  電子元件與材料. 2019(12)



本文編號：3074841