多孔碳化聚苯胺/碳纳米管的制备及性能研究

具有较高电化学性能的一种新型多孔碳化的聚苯胺包覆碳纳米管电极材料被成功的制备,它是先通过原位聚合形成聚苯胺包覆碳纳米管复合材料,然后在氩气条件下850℃碳化制得的。该电极材料在0.5A.g-1电流密度下和1mol/L H2SO4电解液中拥有209F.g-1的比电容,远高于相同条件下碳纳米管的比电容20F.g-1。这应该归因于该电极材料比表面积的提高和来自碳化聚苯胺层中氮原子掺杂诱导的赝电容效应,同时也说明了该材料在超级电容器应用中是一种比较有希望的电极材料。     

非剥离型聚苯胺/蒙脱土碳纳米复合吸附材料的研究

采用原位插层聚合法制备非剥离型聚苯胺/蒙脱土纳米复合吸附材料,研究了过氧化环己酮、异辛酸钴的用量和反应时间,以及碳化温度对复合材料性能的影响。结果表明:引发剂的用量为3%,促进剂的用量为5%,聚合反应时间为1.5h,所得的聚苯胺/蒙脱土复合材料的层间距最大,达21.54;碳化温度为500℃,所得的碳纳米复合材料的比表面积最大,达52.39m2/g。利用XRD、FT-IR、TG和BET等手段对该条件下制备的纳米复合材料进行了表征。     

Co3O4纳米片阵列的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展

氧化钴(Co_3O_4)纳米片阵列具有比表面积大、环境友好以及成本低等优点,同时具备比电容高、循环稳定性好、电容量大等电化学性能,是应用前景广阔的超级电容器材料。综述了Co_3O_4纳米片阵列的制备方法及其在超级电容器中的研究进展,并对其未来发展进行了展望。     

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。     

一种新型高比电容多孔氧化镍纳米片的制备

通过简单的两步方法合成了一种新型结构的多孔氧化镍(NiO)纳米片,分别利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨/投射电子显微镜(HR/TEM)对其晶体结构、形貌进行了表征,结果发现制备的NiO纳米片尺寸大约500nm,孔径大约30nm。此外,还对多孔NiO纳米片进行了电容性能测试,结果显示其比电容达到了326F/g,表明该多孔NiO纳米片具有较高的电容性能和潜在的应用价值。     

复合电极中聚苯胺含量对超级电容器电化学性能的影响

采用原位复合法和界面聚合法分别制备了纤维状的聚苯胺/乙炔炭黑复合材料和聚苯胺,讨论了复合电极中聚苯胺含量对超级电容器电化学性能的影响。研究表明,复合电极材料中聚苯胺的含量不是影响其电化学性能的决定性因素。聚苯胺/乙炔炭黑复合电极(直径约200nm)在5mA/cm2和1mol/L的H2SO4溶液中首次充放电单电极比电容高达432F/g,该值比聚苯胺含量高的复合电极和直径相近纯聚苯胺电极的单极比电容值354和416F/g都高。     

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。     

聚苯胺包覆纤维素纳米晶/石墨烯复合电极材料的制备与性能EI北大核心CSCD

首先通过原位聚合的方法制备聚苯胺(PANI)包覆纤维素纳米晶(CNC)(CNC@PANI)纳米复合物,进而采用共混法制备CNC@PANI与rGO的复合电极材料(CNC@PANI/rGO)。研究不同苯胺与CNC的用量比对所得复合电极材料的结构形貌和电化学性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及电化学工作站等测试手段对制备的复合电极材料的结构形貌、电化学性能进行分析表征。结果表明,PANI成功地包覆在CNC的表面,且PANI通过在CNC表面的包覆,可明显改善其分散性和比表面积,以及与石墨烯的复合效果。CNC@PANI-1/rGO复合电极材料在20mV/s扫描速率下的比电容可高达309F/g,远远高于PANI/rGO复合电极材料的155F/g。     

石墨烯的种类对剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺复合材料电化学性能的影响

基于绿色可再生的剑麻纳米纤维素,采用超声分散方法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯(CNF/G)分散液,通过机械共混法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺(CNF/G/PANI)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜对复合材料的结构和形态进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究材料的电化学性能,侧重研究石墨烯的种类对CNF/G/PANI复合材料电化学性能及结构的影响。结果表明,加入石墨烯纳米片(GNS),聚苯胺(PANI)和剑麻纳米纤维素(CNF)穿插于GNS中,产生较多的孔洞,复合材料的比电容最高值达到322.25 F/g,内阻仅为0.77Ω,在5 A/g的电流密度下,循环充放电1000次,复合材料的电容保持率达到76.92%。     

碳纳米管羧基化及其电化学性能研究

利用氧化剂对多壁碳纳米管(MWNTs)进行处理,成功的制备了羧基化的碳纳米管。分别通过TEM、XRD、全自动比表面及孔隙度分析仪及恒流充放电装置对它们的形貌、晶体结构、比表面积及电容性能进行了研究,电容性能结果显示羧基化的碳纳米管电容值明显增强,这应该归因于羧基化的碳纳米管拥有较大的比表面积和亲水性,有利于电解液离子的传输。     

聚苯胺复合石墨烯纳米卷的制备及其在超级电容器中的应用（英文）

石墨烯纳米卷是一种具有开放式螺旋状纳米卷结构的管状石墨烯。以石墨烯纳米卷为模板,利用原位聚合的方法,将聚苯胺生长在石墨烯纳米卷表面。通过对材料形貌进行表征,发现聚苯胺均匀地分布在石墨烯纳米卷表面。分别对3种不同单体浓度的聚苯胺复合石墨烯纳米卷进行电化学性能考察,结果发现石墨烯纳米卷和聚苯胺产生的协同效应使得复合卷在继承石墨烯纳米卷良好的倍率特性同时显著地提升了比电容,在1 A/g时比电容可达320 F/g,100A/g时仍可以保持92.1%的初始电容,为制备高比容、快速充放电的石墨烯纳米卷基超级电容器奠定了基础。     

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.     

废弃复材树脂高值化利用：超级电容器电极应用

近年来，废弃碳纤维复合材料数量急剧增加，对人类的生存环境造成了严重破坏。为了实现废弃复材中树脂的高值化利用，本研究采用一步碳化法制备了废弃树脂基碳材料，研究了碳化温度对碳材料结构与性能的影响，并将碳材料制备成超级电容器电极，研究电极的电化学性能。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼测试仪(Raman)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对碳材料的表面形貌、孔性能、化学组分、石墨化程度以及形成原理进行了分析。结果表明：当碳化温度为800℃时制备的碳材料具有分级多孔的结构，孔性能和石墨化程度达到最佳，所制备的超级电容器电极表现出优异的电化学性能，在1 A/g电流密度下比电容高达299 F/g,经10 000次充放电循环后，比电容仍高达296.6 F/g,循环稳定性优异。     

静电纺丝法制备壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维及其电化学性能

本工作观察并研究了不同碳化温度下制备的静电纺丝壳聚糖/聚乙烯醇基复合碳纳米纤维膜用作超级电容器电极材料时的电化学性能。通过SEM、XRD、Raman等技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行结构表征,利用循环伏安法(CV)和恒电流充电/放电(GCD)等电化学技术对不同碳化温度得到的碳纳米纤维膜进行电化学性能测试。结果表明,碳化温度为700℃时所制备的复合碳纳米纤维具有较好的电化学性能,在电流密度为1 A/g时放电比电容高达215 F/g,且循环4 000次后容量保持率几乎高达100%,表现出较高的放电比电容和较好的循环稳定性。     

聚苯胺纳米纤维的制备与电化学性能

以苯胺为单体、樟脑磺酸为掺杂剂,采用水热法制备了聚苯胺纳米纤维。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对聚苯胺进行了结构和形貌表征。在1 mol/L H2SO4电解液中,采用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等测试技术,对聚苯胺的电化学性质进行了研究。结果表明,成功合成了直径约为50 nm~80 nm的聚苯胺纤维;当电流密度从0.5 A/g(486 F/g)增大到2 A/g(363 F/g)时,聚苯胺的比电容仍达到363 F/g,比电容保持率为74%,并且表现了出较小的内阻。可见,制备的聚苯胺纳米纤维具有较高的比电容和良好的倍率特性,在电化学电容器中有潜在的应用价值。     

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。     

无烟煤/聚苯胺复合材料的制备与其电容特性的研究

将苯胺单体引入无烟煤的微纳米孔隙及芳香层片中,原位聚合制备出含微纳米结构特征的无烟煤/聚苯胺复合材料,其电导率稳定在101S·m-1数量级。并分别用SEM、FTIR电阻仪和电化学工作站对其结构和性能进行了表征,结果发现: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/苯胺质量配比为1/2时,得到的复合材料电导率最高,为72.5S·m-1,制作的电极比电容为84.5F/g,且兼有赝电容和双电层电容特征。     

纳米碳化钒对超细WC基硬质合金的影响

研究了在放电等离子烧结(SPS)条件下,纳米碳化钒(V8C7)对超细WC基硬质合金的相组成、微观组织及性能的影响。结果表明:超细WC基硬质合金主要由WC和Co3C两相组成,相对于未烧结的硬质合金材料,WC的衍射峰向小角度方向偏移;纳米碳化钒可以有效抑制超细WC基硬质合金中WC晶粒的长大,并且随着纳米碳化钒比表面积的增大而增强,添加比表面积为63.36m2/g的纳米V8C7后,硬质合金中大部分WC的晶粒尺寸0.5μm;纳米碳化钒对超细WC基硬质合金的性能具有重要影响,并且随着纳米碳化钒比表面积的增大而增加,添加比表面积为63.36m2/g的纳米V8C7后,超细WC基硬质合金具有较高的性能(相对密度99.7%,洛氏硬度93.4,断裂韧性12.7MPa.m1/2)。     

有机模板剂对合成纳米TiO_2结构影响规律的研究

以钛酸四丁酯为前驱体,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛。选择P123作为模板剂考察了不同n(P123)/n(Ti)对TiO2织构性能以及晶粒尺寸的影响。采用碳化的方法使有机物在氩气气氛中高温焙烧后形成的炭层对孔道起支撑作用,防止孔道的塌陷并得到高度晶化的二氧化钛,同时考察了碳化温度和不同模板剂对二氧化钛织构性能的影响规律。结合X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、热分析(TG/DSC)表征手段得到以下结论:物质的量比在0～0.030范围内,P123含量的增加有利于晶粒尺寸的减小和比表面积的增大;碳化过程提高了TiO2的热稳定性,随着碳化温度的升高TiO2比表面积变化不大;P123、PEG2000、CTAB 3种模板剂中P123得到的样品性能最好。