静电纺丝法制备MnO_x掺杂聚丙烯腈碳纤维及其对超级电容性能的影响

发布时间：2018-02-14 16:49

  本文关键词： 超级电容器 静电纺丝 聚丙烯腈 碳纤维 复合纤维 氧化锰　出处：《天津工业大学学报》2014年06期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：利用静电纺丝技术制备了不同乙酸锰(Mn Ac2)含量的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维(Mn Ac2/PAN),经预氧化和高温碳化后得到Mn Ox/C复合纤维;利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)等方法对纤维进行结构表征,并利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗技术对复合纤维进行了电化学性能测试.结果表明:复合纤维表面相互粘连形成三维枝状结构,这种结构有利于碳纤维之间导电性的提高;掺杂Mn Ox后碳纤维的超级电容性能得到显著提高,其中乙酸锰质量分数为2%和4%的Mn Ac2/PAN纤维碳化后的产物在0.05 A/g时的比容量分别高达186.0 F/g和156.4 F/g,而纯PAN碳纤维的比容量仅为90.0 F/g.
[Abstract]:Mn Ox/C composite fibers with different content of manganese acetate and mn mn Ac2) were prepared by electrospinning technique, and mn Ox/C composite fibers were prepared by preoxidation and carbonization at high temperature. The structure of the fiber was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA), and cyclic voltammetry was used. The electrochemical properties of the composite fibers were measured by constant current charge-discharge and AC impedance techniques. The results showed that the composite fibers formed a three-dimensional dendritic structure which was conducive to the improvement of electrical conductivity between carbon fibers. The supercapacitor properties of carbon fibers doped with mn O x were improved significantly. The specific capacity of carbonized mn Ac2/PAN fibers with manganese acetate content of 2% and 4% was up to 186.0 F / g and 156.4 F / g, respectively, while the specific capacity of pure PAN carbon fibers was only 90.0 F / g.
【作者单位】： 天津工业大学材料科学与工程学院;南开大学化学学院;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(21271107)
【分类号】：TQ342.74;TM53

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 吕进玉;林志东;;超级电容器导电聚合物电极材料的研究进展[J];材料导报;2007年03期

2 万厚钊;缪灵;徐葵;亓同;江建军;;MnO_2基超级电容器电极材料[J];化工学报;2013年03期

3 张宗杰;解勤兴;张宇峰;;金属氧化物/碳超级电容器复合材料研究进展[J];绵阳师范学院学报;2014年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前9条

1 陈光铧;徐建华;杨亚杰;蒋亚东;葛萌;;超级电容器有机导电聚合物电极材料的研究进展[J];材料导报;2009年19期

2 钟新仙;汪艳芳;王芳平;王新宇;王红强;张初华;钟镇妙;;不同形貌的甲酸掺杂聚苯胺的电容性能[J];功能材料;2010年01期

3 宋灿;易全瑞;李经纬;刘善堂;;不同形貌Mn_2O_3的制备及其催化氧化氯苯性能的研究[J];功能材料;2014年13期

4 袁美蓉;宋宇;徐永进;;导电聚噻吩作为超级电容器电极材料的研究进展[J];材料导报;2014年11期

5 Shan Shi;Chengjun Xu;Cheng Yang;Jia Li;Hongda Du;Baohua Li;Feiyu Kang;;Flexible supercapacitors[J];Particuology;2013年04期

6 张宗杰;解勤兴;张宇峰;;金属氧化物/碳超级电容器复合材料研究进展[J];绵阳师范学院学报;2014年02期

7 李吉;魏彤;闫俊;龙从来;范壮军;;石墨烯纳米片/CoS_2复合材料的制备及其在超级电容器中的应用[J];化工学报;2014年07期

8 姜海静;邱平达;赵雪;蒲薇华;蔡克迪;;混合型电容器研究进展[J];渤海大学学报(自然科学版);2014年03期

9 刘文晓;刘娜;宋怀河;陈晓红;;超级电容器用聚苯胺/有序介孔炭复合电极的性能(英文)[J];新型炭材料;2011年03期

相关博士学位论文 前10条

1 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年

2 樊桢;电化学电容器电极材料的制备及其电容性能研究[D];湖南大学;2008年

3 宋金岩;混合型超级电容器的建模与制备研究[D];大连理工大学;2010年

4 方静;超级电容器用聚苯胺纳米纤维的制备、改性和电容特性研究[D];中南大学;2012年

5 邢宝林;超级电容器用低阶煤基活性炭的制备及电化学性能研究[D];河南理工大学;2011年

6 金玉红;石墨烯及石墨烯基二元和三元纳米复合材料制备及其在超级电容器中的应用[D];北京化工大学;2013年

7 魏颖;功能性离子液体/离子液体复合物的合成、性质及在超级电容器中的应用[D];苏州大学;2013年

8 李琛;碳基超级电容器及其电气性能研究[D];大连理工大学;2013年

9 王建淦;纳米二氧化锰基复合材料的制备及其电化学特性研究[D];清华大学;2013年

10 高兆辉;电化学电容器钒基化合物负极材料的研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 李利民;含氮活性碳材料的制备及其电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年

2 李媛;超级电容器电极材料的制备及其电化学性能的研究[D];沈阳理工大学;2010年

3 孔德帅;纳米多孔结构镍基复合膜电极的电化学法制备及其赝电容性能[D];浙江大学;2011年

4 黄铮铮;掺杂炭材料的制备及其电化学性能研究[D];湘潭大学;2011年

5 郭亚芳;聚3，4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）的制备及电化学性能的研究[D];天津大学;2010年

6 吴娟;超级电容器复合电极材料的制备和性能研究[D];上海交通大学;2011年

7 常笑丛;氧化物基复合电极材料在超级电容器中的应用研究[D];北京化工大学;2011年

8 方文斌;纳米多孔镍基复合膜的制备及电化学性能[D];浙江大学;2012年

9 白翔;竹基活性炭的制备及其电化学性能的研究[D];北京化工大学;2008年

10 梁鹏飞;基于生物分子模板构建聚吡咯微纳米结构[D];厦门大学;2008年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王晓峰,王大志,梁吉;氧化钌/活性炭超级电容器电极材料的研制[J];稀有金属材料与工程;2003年06期

2 汪形艳,王先友,黄伟国;超级电容器电极材料研究[J];电池;2004年03期

3 桂长清;新型贮能单元超级电容器[J];电池工业;2003年04期

4 夏熙,刘洪涛;一种正在迅速发展的贮能装置——超电容器(2)[J];电池工业;2004年04期

5 杨红柳,周啸;导电聚合物型超电容器的比较研究[J];电源技术;2003年04期

6 蔡志江;;导电聚合物材料在电化学器件中的应用及发展[J];电源技术;2006年01期

7 张光敏,阎康平,严季新;用导电聚合物电极的超电容器研究概况[J];电子元件与材料;1999年05期

8 王晓峰,孔祥华,解晶莹,刘庆国;高分子聚合物超电容器研究[J];电子元件与材料;2001年05期

9 张庆武,周啸,汤孝平,曹玉明;III型聚合物超电容器国外研究进展[J];电子元件与材料;2002年05期

10 杨红生,周啸,姜翠玲,王德全;电化学电容器最新研究进展 II.氧化还原电容器[J];电子元件与材料;2003年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵宗桂;碳纤维及其复合材料的发展与应用[J];石化技术与应用;2002年04期

2 张家杰;国内外碳纤维生产现状及发展趋势[J];化工技术经济;2005年04期

3 许迎年;;碳纤维技术在结构加固工程中的应用[J];西部探矿工程;2006年S1期

4 孟玉竹;;碳纤维材料及应用[J];河北工程技术高等专科学校学报;2008年03期

5 钱伯章;;碳纤维应用的最新进展[J];国外塑料;2009年10期

6 李英富;;碳纤维布的织造及其应用[J];新材料产业;2010年04期

7 戴自怡;;碳纤维的发展现状及研究进展[J];上海毛麻科技;2011年03期

8 潘懿;万勇;魏凤;;基于标准的碳纤维材料信息计量分析[J];科技管理研究;2012年05期

9 杨立;碳纤维在贵金属冶金中的应用与展望[J];有色矿冶;1986年03期

10 陈敏;程培忠;;碳纤维—环氧树脂复合材料的性能研究[J];电子机械工程;1986年02期

相关会议论文 前10条

1 范世平;滕年保;周海涛;;建筑加固新材料-碳纤维[A];中国土木工程学会市政工程分会2000年学术年会论文集[C];2000年

2 陈养厚;陈国明;;碳纤维材料在海洋结构修复工程中的应用[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年

3 金泉;刘晨;;碳纤维在工程加固中的应用[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 袁正如;鲍育明;李志成;;碳纤维布静力及动力性能试验研究[A];第16届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2007年

5 涂晓佩;张保敏;李重情;;碳纤维材料在桥梁加固中应用的探索研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年

6 周建军;张红岩;;碳纤维产业标准现状分析和研究[A];市场践行标准化——第十一届中国标准化论坛论文集[C];2014年

7 王洪涛;金毅;刘铭开;;浅谈碳纤维材料加固混凝土结构技术应用[A];第二届全国土木工程用纤维增强复合材料（FRP）应用技术学术交流会论文集[C];2002年

8 李书乡;景朝俊;王宝铭;;碳纤维产业发展状况[A];中国新材料产业发展报告（2006）——航空航天材料专辑[C];2006年

9 崔士起;张田德;成勃;裴兆贞;;碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用研究[A];山东建筑学会成立50周年优秀论文集[C];2003年

10 付国顺;;碳纤维材料在梁板加固中的应用[A];首届全国既有结构加固改造设计与施工技术交流会论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 任荃;我国大飞机将披碳纤维“外衣”[N];中国石化报;2007年

2 张家洲;“碳纤维热”源于军工还是民用？[N];中国纺织报;2007年

3 翁国娟;碳纤维技术创新需再加力[N];中国化工报;2009年

4 本报记者 梁枫;碳纤维 走出低端的突围之路[N];中国纺织报;2010年

5 本报记者 李银莲 鞠金华;大连发力“碳纤维”[N];中国经营报;2011年

6 实习生 柏林　本报记者 陈鹏;“黑色黄金”在大连闪光[N];大连日报;2011年

7 记者 张迈建;碳纤维材料助波音787轻盈飞天[N];中国纺织报;2009年

8 本报记者 张家洲;中国勇登世界碳纤维神坛[N];中国纺织报;2011年

9 记者 李雁争;国家将实施示范工程 大幅提升碳纤维产能[N];上海证券报;2012年

10 李惠钰;把握发展契机 碳纤维产业亟待技术升级[N];中国高新技术产业导报;2012年

相关博士学位论文 前2条

1 吕泳;碳纤维智能束的功能特性及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年

2 李松辉;碳纤维布加固桥梁的设计理论研究[D];大连理工大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 邱小锋;以碳纤维为发热体的新型烤炉研究[D];电子科技大学;2006年

2 赵煦;基于短脉冲激光的碳纤维材料加工研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 杨柳;碳纤维树脂复合材料形貌对光谱输运的影响[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 刘明哲;奇峰公司碳纤维产业发展动态分析与对策研究[D];吉林大学;2011年

5 张劲松;碳纤维加固钢筋混凝土梁、板受弯性能的试验研究[D];重庆大学;2007年

6 赵伟;碳纤维立体管状织物织造过程中减磨降损机理的研究[D];东华大学;2014年

7 程健;碳纤维加固钢筋混凝土梁的试验与理论分析[D];合肥工业大学;2006年

8 周密;混凝土板的碳纤维、粘钢抗弯加固实验研究[D];重庆大学;2005年

9 蔺新艳;碳纤维加固钢筋混凝土梁试验研究与分析[D];郑州大学;2004年

10 孟辉;碳纤维网增强混凝土板抗弯性能试验研究[D];安徽理工大学;2013年

，

本文编号：1511153