太西无烟煤/聚苯胺复合电极材料的制备与性能研究

将苯胺单体引入太西无烟煤的微纳米孔隙及芳香层片中,原位聚合制备出太西无烟煤/聚苯胺复合材料,其电导率稳定在101 S·m-1数量级.分别用SEM和FTIR对其微观形态和化学结构进行了表征,用电阻仪和电化学工作站对其电化学性能进行了表征,结果发现:无烟煤/聚苯胺复合材料表面附着大量微纳米级聚苯胺小颗粒.无烟煤与聚苯胺间发生了较强的化学键合和氢键结合.当无烟煤与苯胺质量比为1/2时,得到的复合材料电导率最高,为72.5 S·m-1,单极比电容为130.72 F/g,且兼有法拉第准电容和双电层电容特征.     

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。     

聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及其电容性能研究

通过在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位电化学聚合聚苯胺(PANI)制备聚苯胺/碳纳米管(PANI/MWCNTs)结构复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)对制备的聚合物形貌进行了表征。结果表明,制备的PANI/MWCNTs复合材料具有纤维状结构。采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CP)表征该复合材料的电化学性能。通过调控了碳纳米管的管径和聚苯胺的厚度,研究其对复合材料比电容的影响规律。实验结果表明,在恒电流充放电的电流密度为0.5 mA/cm²条件下,碳纳米管的管径为50 nm,聚苯胺循环沉积CV圈数为5圈时复合材料的比电容最大,达到147.6 F/g。以上研究为制备出新型结构的聚苯胺/碳纳米管超电容材料提供了科学指导和理论依据。     

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。     

多孔聚苯胺/乙炔炭黑复合物的制备及其超级电容特性

采用乙炔炭黑吸附原位聚合方法制备了聚苯胺/炭黑复合材料.利用红外光谱仪、扫描电镜(SEM)及电化学工作站对其结构、形貌及电容特性进行了表征.研究结果表明,聚苯胺/炭黑(PAn/CB)和聚苯胺/氧化炭黑(PAn/CBO)复合物均呈现多孔结构.由于PAn/CBO复合物为纤维状形貌,显示出了更好的超级电容特性,在5mA/cm2放电电流下其放电比电容高达424 F/g.     

Mn2+掺杂聚苯胺的电化学制备及电容特性

在硫酸介质中以苯胺和MnSO4·H2O为单体,采用循环伏安法(CV)合成了Mn2+掺杂的聚苯胺(PANI)。利用红外光谱、X射线衍射、场发射扫描电镜等手段对其结构和形貌进行了表征。在0.5mol/L H2SO4电解液中,对合成的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Mn2+掺杂的PANI有良好的电化学电容性,以5mA/cm2的电流密度放电时比电容高达859F/g,循环500次后比电容保持在540F/g,是一种具有优良应用前景的超级电容器材料。     

煤氧化对太西无烟煤/聚苯胺复合材料结构与性能的影响

通过原位聚合法制备了太西无烟煤/聚苯胺(TXC/PANI)导电复合材料,对太西无烟煤(TXC)分别进行NaClO和H2O2/NaClO联合氧化处理,研究了氧化处理对TXC及TXC/PANI复合材料结构和性能的影响。结果表明,氧化作用改变了TXC的孔结构和分布,起到疏通孔道的作用,提高了TXC与PANI之间的相互作用。NaClO氧化使TXC/PANI复合材料的电导率提高到10-1S/cm,热稳定性则有所降低。该研究结果对无烟煤功能材料化利用提供了一条有效途径。     

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。     

原位聚合法制备兰炭/聚苯胺复合材料及其电容性能

以兰炭为基体,通过引发苯胺在其孔隙和表面进行原位聚合,制得BET平均孔径为11.1nm、电导率为58.0S·m-1、比电容为143.6F/g、能量密度为16.2Wh/kg、兼具双电层电容和赝电容特征的兰炭/聚苯胺复合材料。SEM、比表面与孔结构、FTIR、电导率和电容性能测试表明,聚苯胺对兰炭进行了大孔填隙和表面包覆,聚苯胺对兰炭的大孔填隙使其转变成多个介孔,且填隙聚苯胺呈现的伸展链构象,共同改善了材料的电子传输和电容特性。另外,聚苯胺大分子与兰炭中的芳核分子发生了化学键合,形成了更大共轭体系。且聚苯胺分子链中的N与兰炭表面的醇羟基,聚苯胺分子链上的仲胺盐中的H与兰炭表面的芳基烷基醚形成的氢键进一步加强了两者的界面作用。提出了兰炭/聚苯胺复合材料的界面作用模型。     

聚苯胺复合电极的制备及电化学性能研究

以化学法合成导电聚苯胺，研究了氧化剂和掺杂剂以及反应温度和时间对聚苯胺的产率和电导率的影响。在确定的配方和工艺条件下，聚苯胺的合成产率为94％，电导率在5.6S/cm，将合成得到的聚苯胺掺杂导电粉体制备成高分子是合电极材料，在恒电流上进行充放电性能测试。结果表明，开路电位和放电电位较高，在以4mA/cm^2恒电流放电，终止电位为1．2V时，放电时间可持续16.5h，放电容量大。     

活化剂用量对无烟煤基高比表面积活性炭电容特性的影响

以云南小发路煤矿低灰无烟煤为原料，KOH为活化剂制取双电层电容器用高比表面积活性炭电极材料。考察了活化剂与无烟煤的配比对活性炭收率、孔结构及比电容的影响，初步探讨了以无烟煤基高比表面积活性炭作电极的模拟双电层电容器的充放电特性。研究结果表明：随着KOH/无烟煤（质量比：1-5）增加，所得活性炭的收率下降，比表面积、总孔容积和比电容则不断增加。控制适宜的活化工艺条件可制得双电极比电容达73.6F/g的无烟煤基高比表面积活性炭，以该活性炭作电极的模拟双电层电容器具有良好的充放电性能。     

煤/聚苯胺复合材料的导电性能研究

研究了煤/聚苯胺在不同条件下的导电性能.结果表明:在0.2～1.0MPa的压力范围内,煤/聚苯胺的电导率随着压力的增大而增大;在30～120℃的温度范围内,煤/聚苯胺的电导率随着温度的升高而减小;煤/聚苯胺在环境中放置时的导电性能不稳定.     

聚苯胺/聚吡咯复合薄膜电极的制备及其超电容和耐腐蚀性

在聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)的相应单体溶液中,采用循环伏安法(CV)在不锈钢基体(SS)上分层聚合制备了具有聚苯胺/聚吡咯复合薄膜(PANI/PPy/SS)的电极材料。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征。在0.5mol/L H2SO4中,对PANI/PPy/SS电极材料进行了循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗谱(EIS)等电化学性能测试,并用塔菲尔曲线(Tafel)研究了其耐腐蚀性能。结果表明,当电流密度为5mA/cm2时,PANI/PPy/SS电极材料比电容达747.5F/g,且复合膜的腐蚀电位相对于单纯的PANI、PPy薄膜分别正移了0.064V、0.117V,表现出较好的耐腐蚀性,是一种应用前景很好的超级电容器材料。     

聚苯胺/碳螺旋纤维复合材料的合成及其电容特性研究EI北大核心CSCD

通过微乳聚合法合成了聚苯胺/螺旋碳纤维(PANI/CMCs)复合材料。通过扫描电子显微镜和红外光谱对复合材料进行表征,发现PANI与CMCs之间有化学键合作用,且PANI的包覆使得CMCs表面变粗糙;当氯仿与反应体系体积比为1∶24时,PANI的包覆量大,嫁接状况好。通过恒流充放电法和循环伏安法对材料的电容性能进行表征,发现复合材料的比电容量达134.8 F·g-1,750次恒流充放电循环后比电容保持率达63.3%,比电容量及循环稳定性均明显优于CMCs或PANI本身。     

聚苯胺/石墨导电复合材料的制备与表征

根据石墨的层状结构，以可膨胀石墨（KP）或膨胀石墨（EP）为模板，应用原位聚合法成功制备了聚苯胺（PANi)石墨导电复合材料。通过FT－IR、XRD、SEM和电导率测量等手段表征了其结构和性能。结果表明，PANi/EP的电导率与单一组分相比，都有大幅度提高，而PANi／KP的电导率介于两组分之间，PANi/EP的电导率高于PANi/KP复合材料4－5倍。XRD证明，膨胀石墨与聚苯胺复合大大提高了聚苯胺的结晶度，改善了聚苯胺的结构缺陷。FT－IR表明聚苯胺的特征吸收峰发生了位移，表明KP或EP的表面官能团与聚苯胺之间发生了氢键或共轭作用。     

盐酸掺杂聚苯胺的电容性能研究

低温下化学氧化合成了盐酸掺杂聚苯胺,采用扫描电子显微镜、恒流充放电、循环伏安和交流阻抗技术研究了聚苯胺的形貌和电化学电容性能.结果表明,低温下合成的聚合物呈颗粒状堆积,颗粒粒径约300～500nm;电化学测试结果表明,电流密度为8mA/cm2时聚苯胺在酸性电解液中的单电极比电容高达512F/g,100次循环后比电容为初始容量的94.1%,循环性能良好.     

聚苯胺/改性活性炭复合电极材料的制备及其电容性能研究

通过改变有机酸与无机酸的配比研究合成高电导率聚苯胺的最佳条件,使用硝酸对活性炭进行改性,测定活性炭的沉降质量和活化指数并筛选出吸附性能最佳的改性活性炭,将最佳工艺条件下合成的聚苯胺与改性活性炭进行复合制备了聚苯胺/改性活性炭复合电极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学性能测试对复合电极材料的结构和性能进行表征和研究。结果表明:用质量分数3%的硝酸改性的活性炭掺杂聚苯胺,二者的相容性最好,且改性活性炭含量为25.5%(质量分数)时,制备的复合电极材料比电容最大,为282F/g,比纯聚苯胺的比容量(210F/g)增加了34.3%。电化学性能测试表明,聚苯胺/改性活性炭复合电极材料内阻小,阻抗高,电容性能优良。     

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％,...     

液晶聚合物/聚苯胺复合材料的导电性能研究

以4,4'-二羟基-a,a'-二甲基苄连(DDBA)羟基硅油合成了系列带有磺酸基团的液晶离聚物(LCI).合成的LCI与聚苯胺原位聚合制备出系列复合材料.采用红外光谱表征了LCI和复合材料的结构;用差示扫描量热法表征了复合材料的液晶性能;交流阻抗法测量了复合材料的电导率;结果表明:掺杂后的最大电导率能达到9.0×10-5/cm.     

碳纳米管/聚苯胺空心球复合材料的制备与电化学性能

以无机材料Fe3O4为模板,将在碳纳米管(CNT)功能化后,包裹在模板表面,然后再将苯胺单体接枝在CNT表面,之后采用化学氧化法,将接枝于CNT表面的苯胺单体聚合成聚苯胺(PANI),从而制备CNT/PANI空心球复合材料。用傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对复合材料进行成分和形貌的表征。用循环伏安法、恒流充放电和循环寿命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185F/g(有机电解液),高于同样条件下所制备的纯PANI和采用一般方法所制备的CNT/PANI复合材料的电化学容量(65F/g,152F/g),显示出良好的应用前景。