棉织物基聚吡咯/碳纳米管复合电极材料的制备及其电化学性能研究

发布时间：2024-01-31 20:01

　　电化学电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件，电极材料是决定超级电容器性能的关键因素。纤维材料具有其它片材难以比拟的比表面大的特点，将织物作为能量存储单元的载体，通过导电纳米结构物质在其表面的组装可形成轻型电池电极和电化学电容器，织物基功能材料因具有轻薄、柔软、可折叠，便于与服装进行集成的优点而当今材料领域中的研究热点。 目前电化学电容器研究主要集中于高性能多孔电极材料的研制及其结构与性能调变，以具有多孔结构的材料为载体制备复合电极活性物质是提高电极比容量的重要捷径之一，其中高表面积的碳材料（如活性炭、碳纳米管和石墨烯）与导电聚合物（如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物等）的复合研究为研究热点之一。两种不同性质的电极活性物质复合时二者之间的结合及其在柔性衬底上的粘附问题是主要的技术难点，现阶段多采用多次溶液浸渍的方法，该方法界面粘附力较弱易造成表面功能层脱落，另外常见的方法则是将电极活性物质加入粘合剂中再涂敷在织物表面，粘合剂的加入可能造成电极材料整体电阻的增加，同时不利于多孔结构的形成。 本论文利用纤维材料轻薄、柔软、可折叠和比表面大的特点，分别通过模板聚合法，界面聚合法和...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器的分类
        1.2.2 超级电容器的结构
        1.2.3 超级电容器的特点
        1.2.4 电化学电容器的工作原理
    1.3 超级电容器的应用
    1.4 超级电容器电极材料
        1.4.1 碳电极材料
        1.4.2 导电聚合物电极材料
        1.4.3 金属氧化物电极材料
    1.5 纤维基体储能复合电极材料
        1.5.1 碳和金属氧化物组成的复合电极材料
        1.5.2 碳和导电聚合物组成的复合电极材料
        1.5.3 金属和导电聚合物组成的复合材料电极
        1.5.4 三元复合电极材料
    1.6 本论文研究的主要内容及意义
2 实验部分
    2.1 织物
    2.2 试剂
    2.3 实验设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 预处理
        2.4.2 Ctn/CNT 的制备方法
        2.4.3 模板聚合法
        2.4.4 界面聚合法
        2.4.5 脉冲电沉积法
        2.4.6 织物后处理
    2.5 测试方法
        2.5.1 上载量
        2.5.2 导电性
        2.5.3 结构与形貌表征
        2.5.4 电化学性能分析
3 结果与讨论
    3.1 浸渍法制备 Ctn/CNT
        3.1.1 CNT 预处理方法
        3.1.2 浸渍次数
        3.1.3 CNT 浓度
        3.1.4 温度
        3.1.5 结构与形貌表征
    3.2 模板聚合法制备 m-Ctn/PPY 与 m-Ctn/CNT/PPY
        3.2.1 形成机理
        3.2.2 制备条件
        3.2.3 结构与形貌表征
        3.2.4 电化学性能分析
    3.3 界面聚合法制备 j-Ctn/PPY 和 j-Ctn/CNT/PPY
        3.3.1 影响 j-Ctn/PPY 方阻与上载量的主要因素
        3.3.2 界面聚合法制备 j-Ctn/PPY 的机理初探
        3.3.3 j-Ctn/CNT/PPY 的制备条件
        3.3.4 结构与形貌表征
        3.3.5 电化学性能分析
    3.4 脉冲电沉积法制备 d-Ctn/CNT/PPY
        3.4.1 脉冲法制备机理
        3.4.2 制备条件
        3.4.3 结构与形貌表征
        3.4.4 电化学性能分析
    3.5 Ctn/CNT/PPY 复合电极材料不同制备方法比较
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3891464