导电聚合物中空微球/掺氮石墨烯复合物的制备及其电化学性能研究

发布时间：2024-04-20 00:06

　　本论文采用采用一种新型的共聚物为模板来制备聚吡咯和聚苯胺中空微球,并通过静电吸附法制备聚吡咯中空微球和掺氮石墨烯复合物。通过场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对纳米复合物的结构和形貌进行表征。另外,还利用电化学工作站测试循环伏安(CV)、充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)等数据来探索它们的电化学性能。具体实验内容主要分为三个部分:1、通过乳液聚合法制备丙烯酸酯共聚物,以此共聚物为模板,盐酸为掺杂剂通过原位聚合法制备聚吡咯中空微球。通过控制吡咯单体的量来制备不同壳层厚度的聚吡咯微球,并研究壳层厚度对聚吡咯微球的电化学性能的影响。随着吡咯单体的量的增加,中空微球的比电容逐渐增大,随后趋于稳定。比电容最大值达到506 F g-1。2、通过乳液聚合法制备丙烯酸酯共聚物,以此共聚物为模板,通过原位聚合法制备聚苯胺中空微球,为了进一步提高聚苯胺的电化学性能,我们在实验过程中加入了盐酸作为掺杂剂。电化学性能显示:在1A g-1电流密度下,聚苯胺中空微球的比电容为583 Fg-1,表明聚苯胺有较高...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ｏ模板法制备中空微球流程图??

有极性或者成键基团等；（３）以模板为前驱体，在模板外面包裹壳层材料来获得核??壳结构；（４）通过溶解、煅烧、蚀刻、溶胀等方式去除模板物质，即可得到空心结??构。硬模板法［７９］的流程图如图１．１０所示，硬模板法制备的微球具有形貌较好，尺??寸均一和重复性好等优点，但方法繁琐，而且....

图２．１双电层电容器（ａ）和赝电容（ｂ）的ＣＶ曲线??

间线性变化，并记录电流和电压变化的曲线。根据所得到的曲线可以判断电极反应??是否可逆、氧化还原电位、判断电容行为等。一般而言，双电层电容的循环伏安图??—般近似矩形，而赝电容一般可以观测到明显的氧化还原峰，如图２．１所示。因此??循环伏安可以直观的看出材料的电化学行为。??；：丨....

图２．２恒电流充放电曲线（ａ）双电层电容器和（ｂ）赝电容器??

第二章实验方法及原理??电曲线也不相同，双电层电容的充放电曲线成等腰三角形，赝电容的充放电曲线可??以看出明显的氧化还原平台，如图２．２所示。通过恒电流充放电曲线也可以计算电??极材料的比电容，可以由公式（２．２）计算。??Ｃ?＝?（／Ａｔ）／（ｍＡＶ）?（２．２）??式中Ｃ?（....

图３．２不同单体的量制备的聚吡咯中空微球的透射电镜（ａ）?０．５?ｍｌ单体处理前；（ｂ）?０．５?ｍｌ??单体处理后；（ｃ）?１．０?ｍｌ单体处理后；（ｄ）?１．５?ｍｌ单体处理后；（ｅ）?２．０?ｍｌ单体处理后；（ｆ）??２．５?ｍｌ单体处理后??Ｆｉｇ．３．２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｈｏｌｌｏｗ?ＰＰｙ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｖｏｌｕｍｅ?ｏｆ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ；?（ａ）?０．５?ｍｌ??ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｂｅｆｏｒｅ?ｔ?

ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｒｅａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ＤＭＦ；?（ｄ）?１．５?ｍｌ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｒｅａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ＤＭＦ；?（ｅ）?２．０?ｍｌ??ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｒｅａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ＤＭＦ；?（ｆ）?２．５?ｍｌ?ｍｏｎｏｍｅｒ....

本文编号：3958580