聚苯胺/石墨烯复合材料微观结构的调控

聚苯胺(PANI)/石墨烯复合材料具有高循环稳定性和高比容量等优点，PANI在石墨烯表面的分散情况会影响电化学性能。采用球磨技术，通过改变苯胺单体浓度，在石墨烯表面调控沉积PANI,制备PANI/石墨烯复合材料。利用XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和SEM测试分析复合材料的微观结构，通过CV和恒电流充放电测试研究复合材料的电化学性能。高速球磨作用可实现PANI在石墨烯表面的均匀生长，苯胺单体浓度为0.001 0 mol/L时，PANI分子链在石墨烯表面得以舒展，可使石墨烯良好的导电性与PANI的π-π相互作用协调一致，保证PANI充分发挥氧化还原性能，得到最佳电化学性能。复合材料以1.0 A/g电流在0～0.9 V循环，放电比电容为292.1 F/g,循环1 000次的电容保持率可达87.1%。     

有机化学合成法制备的CNT/PANI空心球复合材料

将碳纳米管(CNT)功能化后,包覆在模板Fe3O4表面,将接枝在CNT表面的苯胺单体聚合成聚苯胺(PANI),通过有机化学合成法制备了CNT/PANI复合材料。SEM、FT-IR分析结果表明,制备的复合材料厚度达0.2～0.5μm,依靠基团的聚合而成,为空心球结构。循环伏安、恒流充放电测试结果表明,在有机电解液中以0.1C循环,制备的复合材料的比电容可达185 F/g,高于同样条件下制备的纯PANI(65 F/g),且循环稳定性良好,循环200次的电容衰减率为5%。     

联合法制备CNTs/PANI纳米复合材料

通过化学氧化法先在碳纳米管表面接枝上苯胺单体,并以此为晶种,然后在不锈钢电极表面的硫酸溶液中采用循环伏安法电化学沉积聚合制得碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)纳米复合材料.扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱表征所得材料的微观结构和基团,循环伏安、恒流充放电和循环寿命测试用于考察所得CNTs/PANI纳米复合材料的电...     

直接还原高锰酸钾制备CNT/MnO2复合材料

直接还原高锰酸钾(KMnO4)制备了碳纳米管(CNT)/MnO2复合材料。用XRD、SEM和TEM等对复合材料进行形貌和结构分析,发现MnO2均匀地包覆在CNT表面。循环伏安、恒流充放电测试表明,复合材料的比电容较高,循环性能良好,以1 A/g、20 A/g放电的比电容分别为200.3 F/g和120.8 F/g,第2 000次循环(20 A/g)时的电容保持率为94.7%。     

PANI/MWCNT复合材料电容性能研究

采用化学氧化法制备了聚苯胺(PANI)及聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料(PANI/MWCNT),扫描电镜(SEM)、IR表征样品并利用循环伏安法、交流阻抗及恒流充放电测试研究其电容性能。结果表明,PANI/MWCNT电极在1 mol/L的H2SO4溶液中电容性能良好,在5 mA/cm2的电流密度下比电容为523 F/g。PANI/MWCNT电极较纯PANI电极有更好的大电流放电能力,50 mA/cm2下复合电极的比电容仍达490 F/g,容量仅衰减了6.31%,而PANI电极的容量则衰减了29.74%。交流阻抗证明,与纯PANI电极相比,PANI/MWCNT复合电极的电阻较低,且具有更为优越的功率性能。     

超级电容器用聚苯胺/活性炭复合材料

以过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用苯胺在改性活性炭表面原位聚合方法,制备了聚苯胺/活性炭复合物.研究了不同氧化剂用量,不同活性炭比表面积等对苯胺转化率及制得的复合材料电极性能的影响.在6 mol/L KOH电解液中,以Hg/HgO为参比电极对复合材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能的测试.结果表明,在活性炭与苯胺摩尔比较小时,随着氧化剂量的增加,苯胺转化率逐渐提高,制得复合材料的电容特性却显著下降.在保持苯胺与氧化剂摩尔比不变时,提高活性炭与苯胺的配比,可以一方面提高苯胺转化率,另一方面提高聚苯胺/活性炭复合材料比电容值.当活性炭、苯胺、过硫酸铵的摩尔比为7∶1∶1时,苯胺收率达到95%以上,制得电极材料的比电容值由纯活性炭的239 F/g提高到409 F/g,提高近71.1%.     

RGO/PANI复合纤维柔性电极的制备及性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,用一步水热法制备还原氧化石墨烯(RGO)纤维,再采用电化学沉积法在纤维上沉积聚苯胺(PANI),制备RGO/PANI复合纤维电极,用于纤维状超级电容器.所得复合纤维电极在0～1 V充放电,电流为1 A/g时的比电容达到209.6 F/g,以10 A/g的电流循环10000次,电容保持率仍有95.6％.     

不同方法制备石墨类复合材料及其电化学性能

以氧化石墨烯(GO)、石墨相氮化碳(g-C_3N_4)为前驱体,分别采用水热法、微波法、煅烧法制备石墨烯(RGO)/g-C_3N_4复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和热重(TG)等测试手段表征材料的表面微观结构和还原程度,采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)及电化学交流阻抗(EIS)测试复合材料的电化学性能。结果表明:以煅烧法制备的复合材料,结晶度较高,孔结构分布均匀,复合材料循环稳定性较好,当电流密度为0.2 A/g时,电极材料的比电容为724.53 F/g,显现出良好的电化学性能。     

热还原制备的石墨烯材料的电容性能

用改进的Hummers法,通过热还原快速制备石墨烯电极材料。用XRD、FT-IR、SEM和比表面积测试分析样品的物相组成和微观形貌;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗谱(EIS)技术研究样品的双电层电容性能。样品具有纳米片层结构,以200 mA/g和300 mA/g的电流在0.1~2.7 V充放电,放电比电容分别为124.56 F/g和103.54 F/g;以5~100 mV/s的扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容性能。     

超级电容器用葛根基活性炭的制备及性能研究

以葛根为原料,通过K2CO3/KOH混合碱活化方法制备了高比表面积电极材料活性炭,采用氮气吸-脱附、X射线衍射光谱法(XRD)、恒流充放电以及循环伏安法考察活性炭样品的表面性质、孔结构以及电化学性能,进一步考察了碱活化浓度、活化温度对活性炭的比表面积、孔结构和电化学性能影响。结果表明:活性炭的最佳碱炭比为3∶1,活化温度为800℃,比表面积最高达2700 m2/g,在6 mol/L的KOH电解液中,超级电容器法拉第比电容为325 F/g,具有很好的电化学性能。     

石墨烯/碳纳米管的制备及其超级电容性能

首先采用改性Hummers法制备氧化石墨(GO),然后以乙二醇为溶剂、水合肼为还原剂,采用化学还原法并结合冷冻干燥,制备石墨烯/碳纳米管(Gr/CNT)复合材料。研究了CNT添加量对Gr的结构及超级电容性能的影响。结果表明,适量CNT的添加会使Gr变得更加蓬松,但过量CNT的加入又会起到反作用。随着CNT和GO的质量比从0增加到0.4∶1.0,Gr/CNT材料的比电容呈先增加后降低的趋势,在CNT和GO的质量比为0.3∶1.0时比电容达到最大值。Gr/CNT-0.3复合材料在0.1 A/g电流密度下的比电容为104.8 F/g,是Gr材料的1.5倍,并具有良好的稳定性。     

层层自组装石墨烯/聚苯胺纳米复合电极

采用循环伏安法电化学沉积聚苯胺和电化学还原氧化石墨烯,得到层层自组装石墨烯/聚苯胺复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电镜对物相结构进行了表征,通过测试不同组装层数下石墨烯/聚苯胺纳米复合电极材料的比电容优化制备工艺,并利用电化学工作站测试其电化学性能.结果表明:制备的聚苯胺/石墨烯复合材料具有优异的赝电容性能,当电流密...     

PANI/AC复合材料电容器的交流阻抗分析

以活性炭和苯胺为原料,原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/AC).采用交流阻抗测试分析比较了PANI/AC复合材料和活性炭两电极体系电容器在6 mol/L KOH电解液中的电容性能.利用交流阻抗谱图计算电容器的比容量,PANI/AC低频区比容量为401.47 F/g,比AC比容量194.64 F/g提高了2.06倍.100 kHz～0.01 Hz频率范围内两类电容器的阻抗谱图均出现倾角为45°的直线段,其相位角均小于理想电容器的90°,分别为68.14°和80.55°,由于不同电压下PANI氧化态的转变,PANI/AC电极电荷转移阻抗随开路电压增大逐渐减小.     

ZnCo-MOF-74衍生纳米球ZnO/ZnCo2O4的超级电容性能

双金属MOF-74独特的结构性能是构建多孔材料的理想前驱体之一。以ZnCo-MOF-74作为前驱体,通过高温煅烧法制备衍生物ZnO/ZnCo₂O₄纳米球,并对材料的结构和形貌进行分析。在6 mol/L KOH溶液的三电极体系中测试样品的电化学性能,在电流为1.0 A/g、n(Zn)∶n(Co)=1∶1时制得的ZnO/ZnCo₂O₄,比电容达1 047.8 F/g,高于其他比例下所得到的混合金属氧化物。ZnO/ZnCo₂O₄的高比电容和良好的倍率性能归因于较大的比表面积和双金属的协同效应。以n(Zn)∶n(Co)=1∶1合成的纳米球ZnO/ZnCo₂O₄为正极材料、活性炭为负极材料制备的不对称超级电容器,在0.5 A/g下的比电容为74.3 F/g,在比功率536.3 W/kg时,比能量为26.4 W·h/kg;以10.0 A/g电流在0～1.6 V循环2 000次后,电容保持率为81.3%。     

聚吡咯/脲醛树脂多孔碳的超级电容性能

以脲醛树脂(UF)为前驱体,经高温碳化和氢氧化钾溶液活化处理,制备脲醛树脂多孔碳(UFC),采用原位化学聚合法制备聚吡咯(PPy)/UFC复合材料。通过SEM、XRD和红外光谱等分析复合材料的形貌和结构特征;采用循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电测试复合材料的电化学性能。PPy/UFC复合材料比单独的PPy和UFC具有更高的比表面积和更好的电化学性能,以4 A/g在-1.0~0 V循环,比电容为545 F/g,循环2 000次的电容保持率为91%。     

石墨烯的制备及其电化学性能

以石墨为原料,采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在水中经超声分散得到氧化石墨烯水溶胶,经硼氢化钠还原得到石墨烯聚集物。采用扫描电镜、原子力显微镜、激光粒度分析仪、BET氮气吸附仪对样品的形态、粒度分布和比表面积进行了表征。采用恒流充放电和循环伏安法研究了样品的充放电性能。结果表明,氧化石墨在水溶液中可以剥离成单片层结构,石墨烯聚集物比表面积为358m2/g,在10mA恒流下充放电,比电容为138.6F/g,充放电容量效率为98%。以5～50mV/s扫描速率进行循环伏安测试,石墨烯电极表现出良好的双电层电容器性能。     

超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156 F/g     

原位聚合法制备Co_2SnO_4/聚苯胺负极材料

采用原位聚合法制备锡酸钴(Co2SnO4)/聚苯胺(PANI)复合负极材料,用XRD、SEM分析物相结构与形貌,对复合材料进行恒流充放电、循环伏安及电化学阻抗谱测试。添加PANI可缓解Co2SnO4在充放电过程中的体积膨胀效应,使Co2SnO4/PANI体系的电子导电率与循环性能得到改善。以100 m A/g的电流在0.01~3.00 V循环,Co2SnO4/PANI复合材料的首次放电比容量为1 234.11 m Ah/g,第80次循环的放电比容量为817.36 m Ah/g。     

热解/水热对稻壳焦改性产物电容特性的影响

以稻壳为原料,在不同活化温度下对热解焦和水热焦活化改性制备生物质活性炭,并对比研究其作为超级电容器电极材料的电容特性。采用工业分析、元素分析、扫描电镜对生物质焦的特性及形貌进行分析,采用X射线衍射、拉曼光谱、循环伏安测试、恒流充放电测试等方法对生物质活性炭的结构及电化学性能进行表征。结果表明,生物质焦活化改性产物具有优异的电容特性,且水热焦制备的生物质活性炭电容特性强于热解焦制备的生物质活性炭,800℃活化水热焦制备的生物质活性炭比表面积为3297m~2/g、电化学性能最好。此条件下,在6mol/L的KOH溶液中,电流密度0.2A/g时活性炭比电容高达353F/g,能量密度为12.26W?h/kg,且在10000次循环后比电容保持率为84.1%,表现出良好的倍率性能、充放电可逆性和循环稳定性。     

微纳米MnO2中性电解液中电容性能研究

通过液相共沉淀、低温水热法等方法制备了核壳、海胆、纳米片团聚微球、纳米棒团聚微球不同形貌的微纳米二氧化锰材料,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积测试、循环伏安法对其晶体结构、表面形貌及电化学性能进行研究。结果表明:结晶度、比表面积对所合成的二氧化锰材料电容性能有一定影响,但并不是造成比电容差异最主要原因,而材料的形貌微结构对电容性能有着更重要的影响。纳米棒团聚微球在~8 nm处具有集中的孔径分布,比表面积达102.3 m2/g,高载量厚电极(10 mg/cm2,100μm)条件下,1 mol/L Na2SO4溶液中纳米棒团聚微球2 mV/s扫速时的放电比电容为143 F/g;200 mV/s时,放电比电容为52 F/g,表现了很好的电容特性,这种微纳米介孔材料是一种极具潜力的电化学电容器电极活性材料。