聚苯胺基超级电容器电极材料的设计、制备及性能探究

发布时间：2021-05-05 17:59

　　聚苯胺是一种典型的导电聚合物,在作为电极材料时,由于其具有优异的赝电容性质而被广泛应用于超级电容器的研究中。通过加入特殊掺杂剂,可以制备出具有特殊形貌的高性能聚苯胺电极材料;将聚苯胺与石墨烯进行复合后,通过强相互作用的构筑,可以有效地提高器件的能量密度;聚苯胺作为电极材料时,其在柔性超级电容器中也能够展现突出的电化学性能。本文介绍了聚苯胺的掺杂机理、导电机理、制备方法及在超级电容器中的应用。围绕聚苯胺,分别从聚苯胺电极自身的形貌设计、在苯胺共聚物和功能化石墨烯之间构筑稳定的相互作用、柔性超级电容器的高效构筑三个方面入手,采用三种方法制备了电化学性能优异的聚苯胺基超级电容器电极材料。首先,在酸性条件下利用2,2`-[（1,1`-联苯）-4,4`-二基二-2,1-乙烯二基]双苯磺酸二钠盐（CBS-X）作为掺杂剂,合成了由末端相连的羽扇形聚苯胺电极材料。利用扫描电子显微镜与透射电子显微镜验证了聚苯胺的该种特殊形貌,通过红外光谱和紫外-可见光谱等技术对材料的结构进行了表征。讨论了聚苯胺特殊形貌的形成机制,深入研究其对聚苯胺电化学性能的影响。结果显示,聚苯胺的羽扇形结构可以明显改善电解质离子的传... 

【文章来源】：烟台大学山东省

【文章页数】：112 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 导电高分子简介
        1.1.1 导电高分子的分类
        1.1.2 导电高分子的应用
    1.2 聚苯胺的结构
    1.3 聚苯胺的掺杂
        1.3.1 聚苯胺的掺杂机制
        1.3.2 聚苯胺的掺杂方法
    1.4 聚苯胺的导电性
        1.4.1 聚苯胺的导电机理
        1.4.2 影响聚苯胺导电性能的因素
    1.5 聚苯胺的合成
        1.5.1 聚苯胺的化学氧化法聚合
        1.5.2 聚苯胺的电化学聚合
        1.5.3 聚苯胺聚合机理
    1.6 本课题研究的目的及意义
2 羽扇形聚苯胺电极材料的可控制备及在超级电容器中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 性能表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌分析
        2.3.2 红外光谱分析
        2.3.3 紫外-可见吸收光谱分析
        2.3.4 元素分析
        2.3.5 X射线衍射分析
        2.3.6 热失重分析
        2.3.7 电导率分析
        2.3.8 电化学分析
    2.4 本章结论
3 石墨烯/苯胺共聚物复合电极材料的制备及在超级电容器中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 红外光谱分析
        3.3.3 拉曼光谱分析
        3.3.4 X射线光电子能谱分析
        3.3.5 电导率分析
        3.3.6 电化学分析
    3.4 本章结论
4 基于碳布/聚苯胺和碳布/MoS2柔性超级电容器的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 性能表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 能量色散X射线分析
        4.3.3 X射线衍射分析
        4.3.4 拉曼光谱分析
        4.3.5 电化学分析
    4.4 本章结论
5 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]A new strategy for corrosion protection of porous stainless steel using polypyrrole films[J]. C.Garcia-Cabezon,C.Garcia-Hernandez,M.L.Rodriguez-Mendez,F.Martin-Pedrosa.  Journal of Materials Science & Technology. 2020(02)
[2]聚苯胺掺杂的研究与发展[J]. 马丽丽.  山东化工. 2017(01)
[3]聚苯胺纳米纤维的合成及其在环氧树脂中对Q235钢的防腐蚀性能[J]. 戈成岳,杨小刚,李程,侯保荣.  高校化学工程学报. 2012(01)
[4]有机酸掺杂聚苯胺的制备及其结构分析[J]. 关荣锋,王杏,田大垒,赵文卿.  化工进展. 2009(11)
[5]硫酸体系中快速反应制备聚苯胺纳米结构的研究[J]. 陈挺,杨小刚,朱平,侯保荣.  化工技术与开发. 2008(04)
[6]乳液法合成磺基水杨酸掺杂纳米聚苯胺[J]. 马利,刘昊,甘孟瑜,王成章.  表面技术. 2006(04)
[7]导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[J]. 景遐斌,王利祥,王献红,耿延候,王佛松.  高分子学报. 2005(05)
[8]导电聚苯胺的大分子功能质子磺酸掺杂及作用[J]. 黄美荣,李新贵.  石油化工. 2003(09)
[9]导电高分子材料聚苯胺的研究进展[J]. 马利,汤琪.  重庆大学学报(自然科学版). 2002(02)
[10]聚苯胺导电衍生物的掺杂条件和方法研究[J]. 王延敏,韦玮.  化工新型材料. 2002(02)

硕士论文
[1]聚苯胺的合成及聚苯胺复合物的研究[D]. 何丽红.武汉理工大学 2005



本文编号：3170332