碳材料/导电聚合物纳米复合材料电极电化学行为的研究

摘要

能源枯竭是当今世界所面临和亟待解决的重大课题之一。超级电容器拥有比电池更高的功率密度、更好的循环稳定性、更宽的温控范围以及环境友好的优点,因而得到了广泛的认可和研究。与化学氧化法相比,原位电化学聚合法制备的复合材料不需要模板、特定的掺杂剂以及合成后续的处理,制备的产物纯度高、产量大。本文采用原位电化学聚合法制备出了纸质碳材料/导电聚合物复合材料。
　　(1)以碳纳米管纸为工作电极,铂片为对电极,饱和KCl溶液的Ag/AgCl电极为参比电极,以0.75V的沉积电压在苯胺溶液中电化学沉积,获得了碳纳米管纸/聚苯胺纳米复合材料。SEM图片观察得到复合材料拥有巨大的比表面积,通过循环伏安、恒电流充放电、阻抗谱等一系列电化学测试得知,与单相碳纳米管纸相比,复合材料具有更加优异的电化学性能。
　　(2)同样以碳纳米管纸为工作电极,在吡咯溶液中,以0.7V的沉积电压获得了碳纳米管纸/聚吡咯纳米复合材料。分别采用不同的电解液和对电极作测试,对比了其电化学性能。不同参比电极下的沉积,复合材料的电化学性能亦有变化。
　　(3)以柔性石墨纸为工作电极,铂片为对电极,饱和KCl溶液的Ag/AgCl电极为参比电极,分别在不同浓度下的苯胺(吡咯)溶液中,以不同的沉积时间进行电化学沉积,获得了柔性石墨纸/导电聚合物复合材料并对比了其电化学性能。与单相柔性石墨纸相比,沉积后的复合材料在比电容、导电性等方面得到了相当大的提高。

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1 绪 论

1.1 前言

1.2 超级电容器理论的简述

1.3 电极材料的简介

1.4 研究意义

2 碳纳米管纸/聚苯胺纳米复合材料的制备与表征

2.1 前言

2.2 实验试剂与仪器

2.3 试样制备与表征

2.4 结果与讨论

2.5 小结

3 碳纳米管纸/聚吡咯纳米复合材料的制备与表征

3.1 前言

3.2 实验试剂与仪器

3.3 试样制备与表征

3.4 结果与讨论

3.5 小结

4 柔性石墨纸/导电聚合物复合材料的制备与表征

4.1 前言

4.2 实验试剂与仪器

4.3 试样制备与表征

4.4 结果与讨论

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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