Nafion掺杂聚苯胺纳米阵列的构筑及电容性能

聚苯胺(PANI)是一种比电容很高的电容材料,但由于其容易团聚导致实际利用率不高。目前提高PANI利用率的方法主要有制备大分子掺杂PANI或构筑PANI纳米阵列结构等。文中采用化学聚合法构筑了Nafion掺杂聚苯胺纳米阵列电容材料,在苯胺浓度为10 mmol/L时所制备的复合材料PANI/Nafion-10性能最佳。PANI/Nafion-10在2 A/g的电流密度时表现出1024 F/g的比电容,纯PANI(PANI-10)比电容仅为714 F/g。     

聚合温度对乙酸掺杂聚苯胺电化学电容行为的影响

利用乙酸为溶剂和掺杂剂,通过化学氧化聚合法制备了掺杂聚苯胺,利用红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对聚合物进行了表征。在1 mol/L H2SO4溶液中,用循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗等测试方法,对不同温度制备的聚苯胺的电化学电容特性进行了研究。结果表明,低温(0℃)制备的乙酸掺杂聚苯胺在1 mol/L硫酸溶液中呈现较好的电容性质,5 mA放电时电容值达407 F/g,比室温制备的聚苯胺比电容(212 F/g)高48%。     

盐酸掺杂态聚苯胺的合成、表征及电化学性能研究

讨论了化学氧化聚合法合成聚苯胺的条件,研究介质酸的种类与浓度、氧化剂的种类与用量等因素对聚苯胺产率和导电率的影响,用红外光谱、扫描电镜及元素分析等方法对聚苯胺进行了表征,并通过循环伏安、交流阻抗和电池的充放电实验研究聚苯胺的电化学性能。     

过渡金属离子电化学掺杂聚苯胺的超级电容性能EI北大核心CSCD

在酸性介质中,采用电化学循环伏安法合成了Ag+掺杂改性聚苯胺复合电极材料,利用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜等检测手段对电极材料的结构和形貌进行了表征,研究了Ag+不同掺杂浓度对聚苯胺电容性能的影响,同时探讨了系列过渡金属离子与聚苯胺之间的作用机理及对容量的影响规律。结果表明,电流密度为3 m A/cm2时,浓度为0.12mol/L的Ag+改性聚苯胺电极材料的比电容达1000 F/g,循环1000次后,比电容的保持率为71%,相对于无Ag+掺杂的PANI(比电容和比电容的保持率分别为591 F/g和46%),其电化学性能有较大程度的改善。利用电子亲和势和离子半径的比值(Ea/r)可以说明不同过渡金属离子对聚苯胺比电容的改善程度。     

过渡金属离子电化学掺杂聚苯胺的超级电容性能EI北大核心CSCD

在酸性介质中,采用电化学循环伏安法合成了Ag+掺杂改性聚苯胺复合电极材料,利用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜等检测手段对电极材料的结构和形貌进行了表征,研究了Ag+不同掺杂浓度对聚苯胺电容性能的影响,同时探讨了系列过渡金属离子与聚苯胺之间的作用机理及对容量的影响规律。结果表明,电流密度为3 m A/cm2时,浓度为0.12mol/L的Ag+改性聚苯胺电极材料的比电容达1000 F/g,循环1000次后,比电容的保持率为71%,相对于无Ag+掺杂的PANI(比电容和比电容的保持率分别为591 F/g和46%),其电化学性能有较大程度的改善。利用电子亲和势和离子半径的比值(Ea/r)可以说明不同过渡金属离子对聚苯胺比电容的改善程度。     

聚苯胺的电化学制备及电容特性

在硫酸介质中以苯胺为单体,采用循环伏安法(CV)合成了聚苯胺(PANI)。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)等手段对其结构和形貌进行了表征。在2 mol/L KOH电解液中,对合成的聚苯胺粉末构成的电极进行了循环伏安、恒流充放电(CP)及交流阻抗(EIS)等电化学性能测试。结果表明,电化学合成硫酸掺杂的PANI有良好的结晶性并呈现出纳米棒的结构,电流密度为20mA/cm2时,PANI电容器的比电容高达421.11 F/g,是一种具有优良应用前景的超级电容器材料。     

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.     

不同形貌的甲酸掺杂聚苯胺的电容性能

采用界面聚合法,用FeCl3作氧化剂,不同浓度的HCOOH做掺杂剂,制备了不同形貌聚苯胺纳米材料,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)对聚苯胺的结构和形貌进行了表征。以聚苯胺为活性物质制备电极,1mol/LH2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,通过循环伏安法和恒电流充放电技术研究了其电化学性能。结果表明,通过控制HCOOH的浓度可以得到不同形貌的HCOOH掺杂的聚苯胺纳米材料;其中纤维状的聚苯胺作为电极材料的超级电容器在15mA/cm2放电电流下,其比电容为292.2F/g,500次循环后容量仍维持在200.6F/g,比电容保持率为68.7%。     

Mn~(2+)掺杂聚苯胺的制备及其电容特性研究

以界面聚合法制备了聚苯胺和Mn2+掺杂聚苯胺复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行了表征。在0.5mol/L H2SO4中,通过循环伏安法(CV)、恒流充放电(CP)、交流阻抗谱法(EIS)对电极材料的电化学性能进行了测试。结果表明,当以5mA/cm2的电流密度放电时,Mn2+化学掺杂聚苯胺的电极比电容达403F/g,远高于单纯的聚苯胺,是一种具有优良应用前景的超级电容器材料。     

热处理对无烟煤/聚苯胺复合材料电容性能的影响

先对无烟煤进行低温真空热处理,除去在无烟煤的孔隙内和外表面吸附的低分子碳氢化合物,再将苯胺引入无烟煤的孔隙和外表面上,原位聚合制备出无烟煤/聚苯胺复合材料。分别用氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、电化学工作站和电阻率测定仪对其微观结构与电容性能进行了表征,结果发现:低温真空热处理增大了无烟煤的比表面、孔容和孔径,且没有破坏煤的大分子骨架,促进了煤大分子与聚苯胺链间的氢键作用,有效地改善了复合材料的电容特性。无烟煤经140℃真空热处理150min后制得的复合材料,在表面有均匀的微纳米级聚苯胺颗粒附着,比电容达到231.60F/g(3.33A/g),且循环可逆性更好。     

过渡金属盐掺杂聚苯胺材料及电容行为研究

采用化学聚合法制备出盐酸掺杂聚苯胺,去掺杂后分别在ZnCl2丙酮溶液和FeCl3丙酮溶液中再掺杂,制得ZnCl2掺杂聚苯胺材料(PZn)和FeCl3掺杂聚苯胺材料(PFe).用直流电导率仪,扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对掺杂聚苯胺进行了表征.以1mol/L H2SO4为电解液组装两电极超级电容器,研究了材...     

氮掺杂碳纤维包覆石墨烯纳米片的构建及电容特性

以石墨烯纳米片为骨架,聚吡咯为碳源,设计构建氮掺杂碳纤维包覆石墨烯纳米片（NFGNs）复合材料。采用SEM,XRD,Raman,FTIR,XPS和BET对材料进行表征,结果表明：相互连通的氮掺杂碳纳米纤维均匀地包覆生长在石墨烯纳米片层表面;NFGNs-800复合材料的氮原子分数为11.53%,比表面积为477.65 m²·g^-1。电容特性测试结果表明：NFGNs-800电极材料的比电容为323.3 F·g^-1（1.0 A·g^-1）,且具有良好的倍率特性;NFGNs-800超级电容器在功率密度为10500 W·kg^-1时,能量密度为87.1 Wh·kg^-1;经过10000次恒流充放电循环后,比电容保持率95.9%,库仑效率保持在99%以上。     

A novel and simple nitrogen-doped carbon/polyaniline electrode material for supercapacitors

We demonstrated a simple and environment-friendly method in thepreparation of N-doped carbon/PANI(NCP)composite without binder.The structureand the property of NCP have been characterized by XPS,IR,XRD,SEM,CV,GCD and EIS.The results reveal that NCP has high capacitance performance of up to 615 F·g^-1at 0.6A·g^-1.Additionally,the asymmetric NCP₃₀₀/lcarbon supercapacitor delivers a highcapacitance(111 F·g^-1at 1A·g^-1)and a capacity retention rate of 82%after 1200 cyclesat 2A·g^-1.The ASC cell could deliver a high energy density of 39.1 W·h·kg^-1at a powerdensity of 792.6 W·kg^-1.     

HCI气相掺杂对聚苯胺电导率影响规律的探讨

采用气相掺杂这种新的掺杂方法对低电导率的导电聚苯胺进行再掺杂,气相掺杂30min的聚苯胺的电导率约为未掺杂导电聚苯胺的4倍,并对其结构进行红外表征,探讨了电导率发生变化的内在机理。该法简便易操作,不引入杂质,不污染环境,是一种很有发展前景的新方法。     

不同杂化离子对电聚合聚苯胺电容行为的影响

用原位电聚合的方法在不锈钢电极(SS)上制备出了由ClO-4,SO2-4,NO-3,BF-4,TsO-(对甲苯磺酸根)等离子杂化的聚苯胺(PANI)(厚度5～10μm).扫描电镜表明不同的杂化离子对聚苯胺的表面形貌产生了很大影响,分别产生了纳米多孔、颗粒、纤维等多种表面结构.循环伏安研究表明,由硫酸根和高氯酸根离子杂化...     

DBSA二次掺杂聚苯胺接枝多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究

多壁碳纳米管(MWNTs)经对苯二胺功能化后,通过原位聚合及去掺杂和二次掺杂反应,首次制备了能在N_甲基吡咯烷酮(NMP)中稳定溶解的十二烷基苯磺酸(DBSA)二次掺杂聚苯胺接枝MWNTs(PANI-g-MWNTs)复合材料.研究表明:复合材料中PANI与p-MWNTs通过酰胺键连接,形成以p-MWNTs为核、DBSA 二次掺杂PANI为壳的纳米复合结构;当复合材料溶解在NMP中时,借助DBSA二次掺杂PANI的溶解性和p-MWNTs与PANI间的连接作用,使其在NMP中获得35.56mg/mL的溶解度和近1个月的稳定性;该复合材料的热稳定性在300～500℃明显提高,其室温电导率较DBSA二次掺杂PANI提高近两个数量级.     

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。     

温度对固相聚合反应盐酸掺杂聚苯胺的影响

利用固相聚合反应法制备了盐酸掺杂聚苯胺,并以红外光谱(FT-IR),电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(cyclic voltametry)等测试,对聚苯胺进行了表征。结果表明,固相反应法合成的聚苯胺颗粒要比液相法合成的聚笨胺颗粒相对小,并表现出良好的结晶性,而低温(0℃)固相聚合反应法制备的盐酸掺杂聚苯胺要比室温固相聚合反应法制备的聚苯胺颗粒分布均匀,晶化率好,还具有良好的电导率。循环伏安测试表明,固相反应法合成的聚苯胺有较好的电化学活性。     

管状MnO2氧化制备聚苯胺纳米管及其超级电容性能

以管状二氧化锰(MnO2)为氧化剂和模板剂在酸水体系中化学氧化制备了聚苯胺(PANI)纳米管。采用能谱仪、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等测试手段对其结构和电化学性能进行测试;研究不同苯胺单体(ANI)的用量对PANI结构和电化学性能的影响。结果表明,制备的聚苯胺为内径约90nm,外径约350nm,长约2μm的纳米管;在m(MnO2)∶m(ANI)=9∶25时,合成的PANI管状结构比较丰富,在1mol/L H2SO4电解液中比电容达到473F/g。