聚苯胺基复合材料的制备及其电化学性能研究
发布时间：2021-10-30 12:19
聚苯胺（PANI）作为超级电容器电极材料具有很好的应用前景,其具有很高的理论比电容、制备工艺简单、合成原料便宜及绿色环保等优点引起了越来越多的关注,但其实际比容量偏小、电化学稳定性差、产率低等因素一直限制了其在实际中的应用。为此,本课题做了三个方面的内容:（1）用产率高的化学氧化法制备了HCl、HNO3和H2SO4掺杂PANI,研究了氧化剂的量、酸的种类、酸的浓度、合成温度及合成时间对PANI电导率的影响;（2）用还原氧化石墨烯（RGO）与高导电率的PANI进行原位复合,研究了不同比例的PANI/RGO的电容性能和循环稳定性;（3）用液相沉淀法制备了Mn O2,再用原位合成法制备了PANI/Mn O2复合材料,研究了不同比例的PANI/Mn O2的电容性能和循环稳定性。研究表明:（1）用HCl作为掺杂酸制备的PANI在结晶性能上要稍优于HNO3和H2SO4掺杂的PANI,且更易制备出纤维状的PANI。同时通过测试电导率发现当氧化剂与苯胺单体的摩尔比为1,掺杂酸的浓度为2 mol/L,合成温度为0℃,合成时间为8 h时,制备出的PANI导电率最高为10.23 S/cm。（2）PANI与R...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可知，三种酸掺杂PANI的FT-IR图分别在1577.51、1488.80、1303.67、
称取量为0.05 g的PANI粉末溶入15 mL的N-N二甲基酰胺溶液中，静置5 min后，取其上层液体进行吸光度测试，测试范围为300 nm~800 nm，速率为1 nm/s，测试结果如图3.5所示。3.5HCl HNO3H2SO4PANI UV-visFigure3.5HCl HNO3and H2SO4doped PANI UV-vis diagram由图3.5可以看出，吸收光谱图显示在330 nm和630 nm处有十分明显的吸收峰，其中330 nm的吸收峰可能与PANI分子结构中的苯环内的π-π*的电子跃迁有关，电子从占据最高的分子轨道跃迁到未被占据的最低分子轨道。而在630 nm处的吸收峰可能与PANI分子结构中的醌环内的π-π*的电子跃迁有关，与苯环的吸收峰强度相
种APS和An的不同摩尔比制备出的PANI导电率数据进行分析，以此来确定氧化剂和苯胺单体的最佳比例。测试的6组不同摩尔比下制备出的PANI的电导率见表3.2与图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和图3.6可以看出，三种酸掺杂PANI的电导率随着氧化剂APS的变化趋势
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性超级电容器电极材料与器件研究进展[J]. 叶星柯,周乾隆,万中全,贾春阳. 化学通报. 2017(01)
[2]超级电容器在电动汽车中的应用及维护[J]. 魏家沛. 机械研究与应用. 2016(06)
[3]电化学超级电容器电极材料研究进展[J]. 刘云鹏,李乐,韩颖慧,吴天昊,李昕烨. 华北电力大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]聚苯胺复合石墨烯纳米卷的制备及其在超级电容器中的应用（英文）[J]. 郑冰娜,高超. 新型炭材料. 2016(03)
[5]石墨烯基复合超级电容器材料研究进展[J]. 于美,李新杰,马玉骁,刘瑞丽,刘建华,李松梅. 材料工程. 2016(05)
[6]超级电容器电极材料研究进展[J]. 侯博,尹利红,夏靳松,晏荣伟,陈永. 河南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]电致变色型导电聚苯胺固态超级电容器的构建与性能研究[J]. 刘翠仙,余雅国,常云珍,周雯,袁伟,韩高义. 高分子学报. 2016(03)
[8]纤维素纳米纤维基层层自组装透明柔性导电膜及其电致变色柔性超级电容器[J]. 郝红英,王茜,邵自强,杨荣杰. 高等学校化学学报. 2015(09)
[9]三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其超级电容性能[J]. 汪建德,彭同江,鲜海洋,孙红娟. 物理化学学报. 2015(01)
博士论文
[1]电化学聚合制备基于导电聚合物的高能量密度超级电容器电极与器件[D]. 张环环.吉林大学 2017
[2]晶态碳/导电聚合物复合材料制备及电容特性研究[D]. 阚侃.黑龙江大学 2016
[3]高性能非对称超级电容器的设计及其柔韧特性的研究[D]. 喻能.华中科技大学 2016
[4]导电聚合物基纳米复合高比容电极及器件研究[D]. 杨文耀.电子科技大学 2015
[5]智能超级电容器[D]. 陈旭丽.复旦大学 2014
硕士论文
[1]超级电容器柔性炭电极研究[D]. 王浩然.北京化工大学 2017
[2]超级电容器隔膜与电解液的研究[D]. 刘浩.吉林大学 2015
[3]聚吡咯/聚苯胺同轴纳米阵列复合材料的电化学储能研究[D]. 王丹.东南大学 2015
本文编号：3466721
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可知，三种酸掺杂PANI的FT-IR图分别在1577.51、1488.80、1303.67、
称取量为0.05 g的PANI粉末溶入15 mL的N-N二甲基酰胺溶液中，静置5 min后，取其上层液体进行吸光度测试，测试范围为300 nm~800 nm，速率为1 nm/s，测试结果如图3.5所示。3.5HCl HNO3H2SO4PANI UV-visFigure3.5HCl HNO3and H2SO4doped PANI UV-vis diagram由图3.5可以看出，吸收光谱图显示在330 nm和630 nm处有十分明显的吸收峰，其中330 nm的吸收峰可能与PANI分子结构中的苯环内的π-π*的电子跃迁有关，电子从占据最高的分子轨道跃迁到未被占据的最低分子轨道。而在630 nm处的吸收峰可能与PANI分子结构中的醌环内的π-π*的电子跃迁有关，与苯环的吸收峰强度相
种APS和An的不同摩尔比制备出的PANI导电率数据进行分析，以此来确定氧化剂和苯胺单体的最佳比例。测试的6组不同摩尔比下制备出的PANI的电导率见表3.2与图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和图3.6可以看出，三种酸掺杂PANI的电导率随着氧化剂APS的变化趋势
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性超级电容器电极材料与器件研究进展[J]. 叶星柯,周乾隆,万中全,贾春阳. 化学通报. 2017(01)
[2]超级电容器在电动汽车中的应用及维护[J]. 魏家沛. 机械研究与应用. 2016(06)
[3]电化学超级电容器电极材料研究进展[J]. 刘云鹏,李乐,韩颖慧,吴天昊,李昕烨. 华北电力大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]聚苯胺复合石墨烯纳米卷的制备及其在超级电容器中的应用（英文）[J]. 郑冰娜,高超. 新型炭材料. 2016(03)
[5]石墨烯基复合超级电容器材料研究进展[J]. 于美,李新杰,马玉骁,刘瑞丽,刘建华,李松梅. 材料工程. 2016(05)
[6]超级电容器电极材料研究进展[J]. 侯博,尹利红,夏靳松,晏荣伟,陈永. 河南大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]电致变色型导电聚苯胺固态超级电容器的构建与性能研究[J]. 刘翠仙,余雅国,常云珍,周雯,袁伟,韩高义. 高分子学报. 2016(03)
[8]纤维素纳米纤维基层层自组装透明柔性导电膜及其电致变色柔性超级电容器[J]. 郝红英,王茜,邵自强,杨荣杰. 高等学校化学学报. 2015(09)
[9]三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其超级电容性能[J]. 汪建德,彭同江,鲜海洋,孙红娟. 物理化学学报. 2015(01)
博士论文
[1]电化学聚合制备基于导电聚合物的高能量密度超级电容器电极与器件[D]. 张环环.吉林大学 2017
[2]晶态碳/导电聚合物复合材料制备及电容特性研究[D]. 阚侃.黑龙江大学 2016
[3]高性能非对称超级电容器的设计及其柔韧特性的研究[D]. 喻能.华中科技大学 2016
[4]导电聚合物基纳米复合高比容电极及器件研究[D]. 杨文耀.电子科技大学 2015
[5]智能超级电容器[D]. 陈旭丽.复旦大学 2014
硕士论文
[1]超级电容器柔性炭电极研究[D]. 王浩然.北京化工大学 2017
[2]超级电容器隔膜与电解液的研究[D]. 刘浩.吉林大学 2015
[3]聚吡咯/聚苯胺同轴纳米阵列复合材料的电化学储能研究[D]. 王丹.东南大学 2015
本文编号：3466721
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