掺杂聚苯胺锂电池正极材料的性能研究

用化学氧化聚合制备了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的导电聚苯胺(PANI)材料,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等电化学方法对其作为锂离子电池正极材料的电化学性能进行了研究,并利用红外光谱对聚合物循环前后的结构进行表征.结果表明,聚苯胺正极具有较高的放电容量,首次放电容量达63.3mAh/g,20次充放电循环后保持在48.5mAh/g.循环伏安曲线及交流阻抗谱表明聚苯胺具有较好的电化学活性.红外光谱测试表明,聚苯胺正极在20次充放电循环后结构基本保持不变.     

导电聚苯胺及其复合物乳液聚合研究进展

众多导电聚合物中，聚苯胺（PANI）优越的环境稳定性、优异的电化学性能、光学性能使其从导电聚合物中脱颖而出，备受人们关注。但由于PANI的加工性差、力学性能低等缺陷，使其应用受到严重地制约。大量研究表明：乳液聚合可以简化工艺，降低成本，保护环境，还可以有效地改善PANI的可加工性和溶解性。并且，乳液聚合制备PANI的复合材料，可以较好地改善相客性差的缺点。因此，乳液聚合法成为现今PANI领域研究的一大热点。详细介绍了乳液聚合和微乳液聚合两种聚合方法，并综述了近年来乳液聚合制备PANI及其复合物的研究进展。     

胶体分散的聚苯胺/氧化钇纳米复合物的合成与表征

以Y2O3胶体作粒子分散剂合成了在水中胶体分散的PAn-Y2O3纳米复合物,用透射电镜、红外光谱、拉曼光谱、导电测试仪等对所得复合物进行表征,结果表明．电镜下现察到复合物呈“蛋糕-花生米”状,复合物的导电率比掺杂态的聚苯胺低。红外和拉曼光谱分析表明,聚苯胺与氧化钇之间有化学键的结合．     

聚苯胺的合成优化及其电化学性能研究

运用正交试验法研究了温度、酸浓度、氧化剂配比、金属离子掺杂对乳液聚合聚苯胺性能的影响,结果表明,反应最佳条件为NH4S2O8(m=1.5g):An=3:5、HCl浓度1.2mol/L、反应温度20℃、掺杂离子为Fe3+。不同条件下合成的掺杂态聚苯胺经红外、电导率测定以及循环性能测试,证明,掺杂聚苯胺具有较好的电化学性能。     

SnO2/还原氧化石墨烯/聚苯胺三元复合物的合成及电化学性能

采用两步法成功构筑SnO2/还原氧化石墨烯/聚苯胺(SnO2/RGO/PANI)三元复合材料。首先制备出均匀分散的SnO2/还原氧化石墨烯(SnO2/RGO)二元复合物,然后再以二元复合物为载体,通过苯胺(An)单体的化学氧化聚合获得终端产物。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对复合材料的结构和形貌等物理性质进行表征,利用循环伏安测试、恒电流充放电测试和交流阻抗测试对复合材料的电化学电容性能进行研究,并讨论了PANI的含量对复合材料的结构和性能的影响。结果表明,所合成的三元复合材料的比电容随PANI含量的增加而增大,最大达到424.8F/g,其电容性能的增强源于SnO2、RGO与PANI三者的相互协同作用。     

聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合物的制备及其电化学性能

以氧化石墨烯(GO)为基体,采用界面聚合法制备了聚苯胺纳米纤维/氧化石墨烯的复合物(PA-NI/GO),经水合肼还原和APS再氧化得到聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合物(PANI/GR)。用FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM和TEM对复合物的结构和形貌进行表征,结果表明氧化石墨烯不仅为苯胺提供了聚合的基体,同时对聚苯胺有掺杂作用,聚苯胺纤维夹在片状石墨烯之间呈现"三明治"结构。通过循环伏安和恒流充放电测试发现,PANI/GR复合材料表现出双电层电容和法拉第赝电容双重特点,受协同效应的作用,在电流密度为400mA/g时,比容量高达460F/g,呈现出优异的电化学活性。     

原位乳液法制备聚苯胺/乙烯基复合物及其表征

采用原位乳液聚合方法,以APS为引发剂、DBSA为乳化剂和掺杂剂、水为反应介质制备出了聚苯胺/乙烯基复合物。通过扫描电镜、红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱等测试手段对聚苯胺/乙烯基复合物进行了表征。结果表明,复合物粒径在70~110nm之间,具有良好的成膜性和抗静电性能。     

聚苯胺包覆蛋白石页岩/硫复合材料的制备及其电化学性能

以蛋白石页岩为载硫体, 通过化学沉积法制备蛋白石页岩/硫复合材料, 再利用化学氧化聚合法在其表面包覆一层聚苯胺, 制备出一种新型的蛋白石页岩/硫-聚苯胺复合材料, 作为锂硫电池的正极材料。SEM、TEM和BET等测试结果表明蛋白石页岩呈层状多孔结构, 小尺寸硫在材料内分布均匀,聚苯胺包覆的厚度约为400 nm。电化学性能测试表明, 蛋白石页岩/硫-聚苯胺正极活化后放电比容量最高达到1164.93 mAh/g, 在0.5C (1.0C=1675 mA/g)倍率下, 循环300次后放电比容量为539.30 mAh/g, 库伦效率始终保持在95%以上, 说明蛋白石页岩具有良好的吸附性, 同时导电聚苯胺包覆层具有双效固硫的作用, 有利于吸附多硫化物和抑制穿梭效应。     

聚苯胺导电材料在二次电池电极材料中的应用

聚苯胺导电高分子材料由于合成简便、耐高温及抗氧化等优良性能 ,已成为导电高分子领域的研究热点。结合自己的研究 ,对聚苯胺导电材料在二次电池电极中的应用及相关制备方法进行了综述     

基于锌离子掺杂的锌-聚苯胺二次电池的研究

采用锌离子掺杂技术制备的聚苯胺粉末作为锌,聚苯胺二次电池的电极材料。实验发现，电极材料的导电性能与掺杂比例紧密关联。通过筛选，选用氯化锌／苯胺摩尔比为0.3的电极材料能够有效提高电池的耐循环性能。     

新型锡/碳复合材料的制备及其用于锂离子电池负极材料的研究

以煤焦油和SnCl2为原料,采用液相分散和碳热还原的方法制备了一种新型的锡/碳(Sn/C)复合材料.采用XRD、SEM及TEM手段对复合材料进行了结构表征,并对材料的电化学性能进行了检测.结果表明,金属锡以200nm大小的颗粒分散在碳材料中,复合材料的首次放电容量在371mAh·g-1,循环50次后比容量维持在305mAh·g-1以上,具有优异的循环性能.     

低温聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备

采用原位聚合法合成出了具有较高导电性的聚苯胺及聚苯胺 /碳纳米管复合材料 ,考察了不同碳纳米管添加量对聚苯胺 /碳纳米管复合材料表面形态、材料结构及导电性的影响并进行了表征。结果证实 ,制备出的复合聚苯胺的电导率比所见报道值提高了 1～ 2个数量级 ,为高电导率聚苯胺的合成开辟了更广阔的前景。     

以石墨为母体的硅碳核壳复合负极材料的制备及性能研究

通过喷雾干燥和高温热解法,成功制备了不同有机碳源包覆的硅碳核壳复合负极材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和形貌;用恒电流充放电(CC)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)表征了硅碳核壳复合材料的电化学性能,测试结果表明柠檬酸、酚醛树脂和葡萄糖作为有机碳源包覆硅碳复合材料的电化学性能相对于传统石墨材料都有明显改善,而葡萄糖为有机碳源制备的硅碳核壳复合材料具有最高的首次效率和容量保持率。     

葡萄糖酸亚铁原位碳化LiFePO4/C的制备及电化学性能研究

以葡萄糖酸亚铁为碳源和部分铁源,采用固相法制备了LiFePO4/C复合正极材料。利用XRD和SEM对所得样品进行了结构与形貌表征。以LiFePO4/C作锂二次电池正极组装电池,用电化学工作站和充放电测试系统对样品进行电化学性能测试。当碳包覆量为4.75%,650℃烧结10h时所制备的LiFePO4/C复合材料在0.1、0.2和1C倍率下最高放电比容量分别为161.6、147.2和123.3mAh/g。1C倍率下经50次循环材料的放电比容量无衰减。实验结果表明,由于葡萄糖酸根和铁离子之间较强的化学键,阻止了葡萄糖酸根热解过程中在材料内部的不均匀扩散,其热解后在材料颗粒表面形成均匀导电碳层,并在颗粒之间形成丝状无定形碳,有效抑制了晶粒的生长,提高了活性物质利用率,形成了完整的导电网络,增强了材料的综合电化学性能。     

纳米镍/聚苯胺复合粒子的制备与表征

采用对氨基苯甲酸（ABA）处理纳米镍粉,然后在ABA-nano-Ni（ABA处理的纳米镍粉）的存在下苯胺（An）原位化学氧化聚合,形成纳米镍/聚苯胺（PANi/nano-Ni）复合粒子.IR和TGA分析表明ABA通过化学键与纳米镍粒子结合,颗粒表面引入了-NH2基团;采用IR、UV、DSC、TEM等分析手段对复合粒子PANi/nano-Ni进行了分析表征.结果表明苯胺在ABA-nano-Ni表面进行聚合,纳米镍粉表面的NH2基团参与了聚合反应,形成了具有核壳结构的复合粒子.     

FeCl3/APS复合氧化剂对乳液法制备聚苯胺电化学性能及其结构的影响

首次采用三氯化铁（FeCl3）和过硫酸铵（APS）为复合氧化剂,在乳液聚合体系中制备了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺（PANI）,同时以碳纸负载PANI为工作电极,通过循环伏安（CV）和Tafel曲线测试方法,探讨了FeCl3与APS的摩尔比（n（FeCl3）/n（APS））及复合氧化剂与苯胺的摩尔比（n（compositeoxidant（cod））/n（An））对乳液法制备PANI电化学性能的影响;并通过对PANI的电导率热稳定性、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）的对比分析,印证了PANI电化学性能的表征结果。实验结果表明与APS制备的PANI相比,n（FeCl3）/n（APS）=3.5∶1,n（cod）/n（An）=3∶1时,复合氧化剂制备的PANI具有更大的峰电流和更高的腐蚀电位,电导率热稳定性更佳;XRD和TGA的结果显示复合氧化剂制备的PANI具有更好的结晶性和热稳定性。     

聚苯胺/TiO2复合纳米膜电极的制备及其光电性能

采用原位化学氧化法,在酸性TiO2溶胶中未加分散剂制备了聚苯胺修饰的TiO2稳定溶胶,并以涂刮法在柔性导电塑料薄膜上成膜。利用FT-IR、XRD、TEM、选区电子衍射、紫外-可见光谱、光电流-电压曲线对所制备的复合溶胶及复合膜进行了表征。结果表明TiO2与聚苯胺之间实现了结构上的复合,聚苯胺的引入改善了TiO2膜对太阳光的利用率,提高了TiO2膜的光电响应性能。这种用复合溶胶制备聚苯胺/TiO2复合膜的方式扩大了成膜基底的范围。     

铁氧体/碳复合吸收剂的水热法制备及电磁性能研究

采用固相法制备BaZn2Fe16O27铁氧体,将其与葡萄糖溶液混合水热反应,得到铁氧体/碳复合粉体。通过XRD、SEM等表征手段,研究了复合粉体的物相组成、显微结构,并用网络分析仪分析了不同水热反应温度下复合粉体的电磁特性。结果表明,葡萄糖在水热反应后发生碳化,接枝在片状铁氧体表面,得到了铁氧体/碳复合吸收剂;与单一的铁氧体相比,在2～18GHz频段内,复合粉体的磁损耗有所增加,介电损耗明显增加;在水热反应温度为160℃时,复合粉体的介电损耗值达到最大,介电损耗和磁损耗在2～18GHz频段内出现多个损耗峰,有利于电磁波的吸收,并且拓宽了吸波频带,增加了其电磁性能,使得吸波效果进一步增加。     

中间相沥青基活性炭微球/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,在比表面积为2945cm2/g的中间相沥青基活性炭微球(AMCMB)表面引发苯胺聚合,制备中间相沥青基活性炭微球/聚苯胺复合材料(AMCMB/PANI)。利用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换-红外光谱分析,考察其微观结构和表面形貌;通过恒流充放电、循环伏安及交流阻抗测试,研究其在6mol/L KOH溶液中的电化学性能。在电流密度为0.02A/g时,AMCMB/PANI电极的比容量为387.72F/g,与AMCMB电极的比容量相比,提高了57.46%,说明少量聚苯胺的加入可以显著地提高电极材料的比容量;当电流密度增大1000倍时,AMCMB/PANI电极的比容量为157.68F/g,表现出好的大电流充放电能力。     

聚苯胺/MCM-41介孔分子筛导电复合材料的制备及其表征

利用MCM-41介孔分子筛单分散孔道特性作为"纳米反应器",在其孔道内合成聚苯胺.讨论了HCl浓度、(NH4)2SO8浓度和聚合温度对复合材料导电性的影响,得到最佳的聚合条件:HCl:1.5mol/L,(NH4)2SO8:1.0mol/L,聚合温度:15℃,此时的电导率为0.61s/cm.在最佳合成条件下,对聚苯胺/MCM-41介孔分子筛导电复合材料进行SEM、红外光谱分析.