碳纳米管/聚苯胺复合电极的制备及其性能表征

采用柔性碳布作为复合电极的集流体,将高导电性的碳纳米管(CNTs)通过静电植绒的方式嵌入聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂中,得到具有更大电化学活性表面积的复合结构。然后将所得的材料通过电化学沉积的方式将具有赝电容特性的聚苯胺(PANI)镀在CNTs表面,得到了具有碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)两种活性物质的二元复合电极。采用扫描电子显微镜(SEM)对电极材料的结构进行表征。并将其与含有硫酸的聚乙烯醇(PVA)水凝胶电解质组装成具有对称结构的柔性固态超级电容器(SSC),并利用电化学工作站对其电性能进行测试,结果表明：在1 mA/cm²的电流下,具有517 mF/cm²的比容量;经过2500次的循环后,具有79.8%的容量保持率,库伦效率超过97%。该研究表明静电植绒技术可以作为制备高性能电极材料的一种有效途径。     

纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极的制备

目的以纳米纤维素/碳纤维复合膜为导电基底,制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管超级电容器电极。方法利用超声处理和真空抽滤制备纳米纤维素/碳纤维复合膜;利用原位聚合法制备聚苯胺和聚苯胺/碳纳米管复合材料;通过真空抽滤法制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺电极和纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极。结果在纳米纤维素/碳纤维复合膜中,碳纤维形成了互穿导电网络结构,是良好的超级电容器电极导电基体;纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,在扫描速率为5 mV/s的条件下,质量比电容为380.74 F/g,且在1000次循环测试后,电容保留率为88.05%。结论以纳米纤维素/碳纤维导电复合膜作为基体制备的纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,可以作为超级电容器电极。     

有机化学合成法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料

通过有机化学合成法使苯胺单体接枝到碳纳米管表面,然后再经化学原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料.用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料的成分和形貌进行表征.用循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试手段来表征复合材料的电化学性能.研究结果表明,所制备的复合材料比容量可达到152F/g(有机电解液),显著高于同样条件下的纯聚苯胺、纯碳纳米管及由原位化学聚合法所制备碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学容量(65、25、80F/g),显示出良好的应用前景.     

碳纳米管/聚苯胺柔性自支撑复合电极材料的制备及其电化学性能研究

基于原位化学氧化聚合并结合真空辅助成型获得了聚苯胺(PANI)包裹碳纳米管(CNTs)的CNTs/PANI自支撑复合电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)对CNTs/PANI复合膜的微观形貌和结构进行表征,并利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试。实验结果表明,CNTs被PANI颗粒均匀包覆。CNTs/PANI-15(CNTs与An的质量比为1∶15)复合电极的比电容为387F/g(电流密度为0.5A/g),且在3A/g电流密度下连续循环10000圈时,电容保持率为86%。而纯PANI在8000次循环充放电测试后,电容保持率低至66%,且结构几乎坍塌。其原因在所制备的CNTs/PANI复合电极材料兼具PANI的赝电容和CNTs的双电层电容的双重储能机理,通过二者的协同作用显著改善了CNTs/PANI复合膜的电化学性能。     

Fe3O4化学修饰电极的制备及其在抗坏血酸中的电化学研究

为了解抗坏血酸有机酸类去污剂对核电站化学去污的电化学行为,提高其去污效果,通过Nafion溶液的固定作用,将核电站管道中的主要腐蚀产物Fe_3O_4制作成化学修饰电极。通过三电极体系研究其电化学行为,考察了其扫描速度的影响、溶液浓度的影响和反应的类型。同时进行了循环伏安曲线、极化曲线和交流阻抗等测试。分析了其电化学行为,得到了一系列电化学数据。     

原位生长缺陷碳纳米管化学修饰电极的研制

利用浸渍法将碳纳米管(CNT)催化剂附着在石墨电极表面,用化学气相沉积法制备得到原位生长碳纳米管化学修饰电极(GSCNT-CME).通过控制催化剂及反应气体的配比,在石墨电极表面得到的管壁多缺陷的CNT,研究表明这种 GSCNT-CME具有良好的电化学检测性能.研究还发现这种GSCNT-CME具有高稳定性的原因是CNT是基于石墨电极上碳原子的晶格而生长的.     

导电分子印迹膜化学修饰电极的制备及其对胭脂红的电化学检测

报道了一种聚丙烯酰胺(PAAM)-植酸(PA)-聚多巴胺(PDA)导电分子印迹膜(PAAM-PA-PDA MIP)化学修饰电极的制备、表征及其在电化学定量检测食品添加剂胭脂红(P4R)中的应用。即通过原位电聚合和碱液洗脱的方法在玻碳电极(GCE)表面制得具有分子识别作用的导电分子印迹膜(PAAM-PA-PDA MIP)化学修饰电极,并利用SEM、循环伏安法(CV)及交流阻抗法(EIS)对该导电分子印迹膜化学修饰电极的表面形貌和电化学性能进行表征。研究结果表明该方法所制备的导电分子印迹膜化学修饰电极具有良好的电化学检测性能和应用前景,其对P4R的线性检测区间为10~200 μmol/L,灵敏度为0.085 A/mol/L,检测限可达23.6 nmol/L,并可有效地应用于P4R实际样品的分析检测。      

合成扫速对聚苯胺/碳纳米管材料电容量性能的影响

采用循环伏安法在不锈钢上电化学制备碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)复合材料,并研究了不同扫速下(10、20、50、100、200mV/s)碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学性能。研究结果表明,复合材料中由于CNTs自身的大比表面积和强的导电率改善了复合物微观结构和导电性能,并且使聚苯胺更易电沉积到CNTs的表面形成核-壳结构,从而增加聚苯胺与电解液的接触机会。并且在扫速为20mV/s时生成的聚苯胺/碳纳米管膜具有导电率高,比容量大的电容性能,在22A/m2的电流密度下充放电测试,测其单电极比容量高达397F/g,远高于纯聚苯胺的比容量205F/g。     

米粒状氧化铜化学修饰电极的制备及其对葡萄糖的检测

采用水热合成法与原位分解法相结合, 在不使用软模板和强碱条件下制备得到了米粒状氧化铜(CuO)。将得到的CuO材料与Nafion溶液混合, 制作成化学修饰电极(CME), 开展葡萄糖的无酶检测。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对所制备的材料和电极的结构、形貌进行表征、分析。采用线性扫描伏安法、循环伏安法、安培响应和交流阻抗技术对所制备电极进行电化学性能测试。研究结果表明: 所制备的CuO形貌在微观下酷似米粒, 长度为0.5~ 1.0 μm, 直径为250~320 nm。当CuO修饰量为0.35 mg (电极表面积为0.22 cm²)时, 修饰电极对葡萄糖具有较好的电化学检测性能。在0.0357~2.361 mmol/L浓度范围内存在良好的线性关系, 其线性方程为: I_pa(mA)= -0.00187+0.05239c (mmol/L), R²=0.998。检出限为 0.0647 μmol/L, 灵敏度为950.36 μA·L/(mmol·cm²), 且具有良好的选择性和可靠性。     

定向加压过滤法制备碳纳米管/聚苯胺纸基复合电极材料及其电化学性能

采用定向加压过滤技术获得直径约为120 mm、厚度约为10μm的碳纳米管/聚苯胺(CNT/PANI)自支撑纸基柔性电极.在电极中CNT均匀弥散分布,PANI均匀地嵌入CNT网络中.PANI为纳米至亚微米级球形颗粒,其负载量最高为2.7 mg·cm?2.PANI负载量为2.2 mg·cm?2的电极的孔隙率为70.33％,...     

碳纳米管/聚苯胺复合材料的制备及电性能

利用超声波将多壁碳纳米管(CNTs)分散于苯胺盐酸溶液体系中,以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂,原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺纳米复合材料(CNTs/PANI)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、四探针电导率测试仪对复合材料进行表面观察、结构测定和电性能表征。结果表明,复合材料为核-壳结构,碳纳米管和聚苯胺间存在相互作用,其电导率随碳纳米管含量的增加而增加。     

石墨烯/聚苯胺复合材料修饰碳糊电极测定镉(Ⅱ)离子

采用原位聚合法制备石墨烯/聚苯胺复合材料,利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对其进行了表征;并将制得的石墨烯/聚苯胺复合材料作为化学修饰剂制成石墨烯/聚苯胺复合材料修饰碳糊电极,利用三电极体系循环伏安法,在NH3-NH4Cl缓冲溶液中测定镉离子(Cd~(2+))的电化学行为。结果表明:石墨烯/聚苯胺(GSs/PANI)复合材料提高了碳糊电极的电化学性能,使其对Cd~(2+)的电化学响应和选择性均得到提高。在石墨烯/聚苯胺复合材料质量分数为0.5%,pH=10.75的NH3-NH4Cl缓冲溶液的最佳检测条件下,Cd~(2+)的响应电流与Cd~(2+)的浓度在1.0×10-8~2.0×10-5 mol·L-1的范围内呈现出良好的线性关系,相关系数为0.9939,检出限为2.246×10-8 mol·L-1。     

纳米纤维素/碳纳米管/纳米银线柔性电极的制备

目的以竹粉为原料制备纳米纤维素,并将其作为基底材料制备纳米纤维素/碳纳米管/纳米银线复合电极,应用于柔性超级电容器。方法采用化学机械处理法,将竹粉通过化学处理以及研磨、超声等处理,制备成纳米纤维素悬浮液;分别将多壁碳纳米管和纳米银线超声分散于溶剂中;最后,通过层层自组装制备纳米纤维素/碳纳米管/纳米银线复合电极,同时,作为对照组,制备纳米纤维素/碳纳米管复合电极。结果纳米纤维素纤丝的直径大约为30~100 nm,相互之间缠绕成网状结构,是很好的支撑材料,纳米纤维素/碳纳米管/纳米银线复合电极具有很好的成膜性和电化学性能,在扫描速率为30 m V/s时,面积比电容达到77.95 m F/cm~2。结论以纳米纤维素为基底,通过层层自组装方法制备的纳米纤维素/碳纳米管/纳米银线复合电极具有较好的电化学性能,可作为柔性超级电容器的电极。     

集成纳米碳管电极的电化学检测性能

电极的机械稳定性对电极电化学检测性能的长期稳定性非常重要.利用微波等离子体化学气相沉积法在玻璃基板上集成了纳米碳管电极,并利用该电极对溶液中的邻苯二酚进行了电化学检测.结果表明,经氧等离子体处理的纳米碳管电极具有良好的电化学检测性能,且由于该电极直接集成在玻璃基片上,良好的结构稳定性赋予该电极极为优异的重现性和长期稳定性.     

毛细管电泳电化学检测水果中的抗坏血酸

利用毛细管电泳电化学检测法检测了抗坏血酸,考察了缓冲液的pH值、缓冲液浓度、分离电压、检测电势等实验参数对检测的影响。在最佳实验条件下,检测抗坏血酸的浓度范围是(1.0×10-5-5.0×10-3)mol.L-1,线性回归系数为0.9995,浓度检测限(S/N=3)为3.7×10-6mol.L-1,并以此方法检测了新鲜水果中的抗坏血酸的含量。     

三氟乙酸掺杂的聚苯胺微/纳米管的制备和表征

三氟乙酸(TFA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,在氧化还原反应过程中,通过改变三氟乙酸和苯胺(An)单体的物质的量比([TFA]/[An]),实现了聚苯胺微/纳米结构的可控自组装。在较低的苯胺浓度下,即[TFA]/[An]=2或1时,聚苯胺形态为颗粒状;随着反应体系中苯胺浓度的升高,物质的量比[TFA]/[An]=0.5,0.25时,产物能形成聚苯胺微/纳米管,其外径大约为200 nm~300 nm,空心处内径大约为30 nm~80 nm,微/纳米管表面凹凸不平,存在圆球状聚苯胺颗粒。聚苯胺微/纳米管为掺杂态,在电子吸收光谱中,分别在350 nm附近和630 nm处出现吸收峰。聚苯胺微/纳米管的电导率为10-3S/cm~10-4S/cm。XRD结构分析表明,聚苯胺微/纳米管为部分结晶性材料。     

盐酸与DBSA共掺杂聚苯胺修饰碳纳米管性能的研究

采用原位乳液聚合法制备了盐酸与十二烷基苯磺酸(DBSA)共掺杂聚苯胺/MWNTs复合材料。利用FTIR、TEM和TG等对复合材料的形貌和性能进行了表征。TEM结果表明苯胺共聚物包覆于碳纳米管表面,包覆厚度为10~20nm。复合材料在DMF、THF和氯仿中的溶解性大幅度提高,在520~750℃的热稳定性明显提高,包覆率为15.16%,电导率从聚苯胺的10-7S/cm增大到10-3S/cm。     

碳纳米管用作镍氢电池负极材料的充放电性能研究

本文比较了碳纳米管在不同放电电流密度下以及在Ar气氛及真空条件下进行热处理后的电化学充放电性能.采用三电极体系,Ni(OH)2/NiOOH为对电极,CNTs-Ni(质量比1:9)电极为工作电极,Hg/HgO电极为参比电极,6Mol/LKOH为电解液.试验结果显示,在同样的制作条件和同样的放电条件下,采用Ar气氛1000℃热处理的碳纳米管的电化学充放电性能最好,放电量最大为541.2mAh/g,相应的放电平台为1.1V,最大放电量是未经热处理的碳纳米管放电量的1.37倍.可见,热处理是提高碳纳米管电化学充放电性能的一个有效途径;采用不同的放电电流对碳纳米管的电化学充放电性能进行研究,发现在2000mA.g放电电流下还有300mAh/g的放电容量,结果表明碳纳米管具有较好的大电流放电性能.