纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用

采用脉冲电流方法（PGM）合成了具有纳米纤维结构的导电聚苯胺（PANI）.扫描电子显微镜对膜层观察表明, PANI膜是由直径约为100 nm的掺杂态聚苯胺纤维交织而成.以纳米纤维状聚苯胺组成电化学电容器,研究了其电化学电容性能,并与恒电流方法（GM） 制备的颗粒状PANI电容器性能进行了比较.结果表明,在相同的沉积电量下,PGM制备的纳米纤维状PANI电化学电容器比颗粒状PANI电化学电容器具有更大的电容容量,其电化学电容器的比电容可高达699 F•g－1,能量密度为54.6 Wh•kg－1.并且该电化学电容器具有良好的充放电性能和循环寿命.     

氧化剂对磺化石墨烯负载聚苯胺复合材料结构与电化学性能的影响

以磺化石墨烯(sGNS)为基板材料,通过界面聚合方法制备出不同分级结构磺化石墨烯负载聚苯胺(sGNS/PANI)复合材料,并系统研究了氧化剂类型对复合材料的化学组成、形貌结构和超级电容特性的影响.结果显示,过硫酸铵为氧化剂合成的复合材料中PANI的产率和氧化程度最高,其形貌呈现出sGNS垂直生长PANI纳米短棒阵列结构,PANI的共轭程度和结晶性均较高,从而赋予复合材料高的比电容(497.3 Fg-1),以及良好的倍率特性和循环稳定性(2000次循环后比电容仅损失5.7%).当以三氯化铁为氧化剂时,复合材料中PANI的得率很低,并在sGNS表面形成较薄的包覆层,此时复合材料的比电容最低(228.5 Fg-1),但充放电循环性能较好(2000次循环后比电容的保持率为87.4%).当氧化剂为高锰酸钾时,复合材料中PANI以团聚态颗粒无规堆积在sGNS表面,PANI以无定型结构存在,其比电容虽然较高(419.6 F g-1),但其倍率特性和充放电循环性能较差(2000次循环后比电容损失19.9%).     

复合乳化剂微乳液法制备聚苯胺及其电化学性能

采用复合乳化剂微乳液法合成了导电聚苯胺(PANI),以碳纸负载PANI为工作电极,考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙二醇辛基苯基醚(TX-100)的配比及其复合乳化剂(E)和氧化剂(APS)用量对复合乳化剂微乳液法合成PANI电化学性能(循环伏安、塔费尔)的影响;通过对产物电导率和产率的对比分析,印证了PANI电化学性能表征结果的有效性。结果表明：当SDBS与TX-100的质量比为1/2,E与苯胺(An)单体的质量比为5/3,APS与An的摩尔比为1.2时,PANI的各项性能指标达到最好,且产物的循环伏安峰电流、腐蚀电位和电导率均高于单组分乳化剂SDBS或TX-100微乳液法制备的PANI。     

自支撑三维功能化石墨烯/聚苯胺电极材料的制备及超级电容性能

采用水热法制备了三维石墨烯(3D-G),并以十八胺(ODA)为接枝剂对部分还原的氧化石墨烯进行氨基化处理,再利用原位聚合法在氨基化石墨烯表面生长聚苯胺,制备了十八胺功能化石墨烯/聚苯胺(G-ODA/PANI).对材料进行了结构表征、电化学性能分析和材料结构的比电容贡献分析.结果显示,电极材料的电容贡献大部分体现为材料的表面电容,G-ODA/PANI电极片在1 A/g电流密度时的比电容最高可达1080 F/g,是未功能化石墨烯/聚苯胺电极材料(G/PANI)的2.57倍,且循环稳定性也有很大的提高,循环10000周后的比容量保持率为90.8%,比G/PANI高9.6%.     

还原氧化石墨烯表面聚苯胺纳米阵列的制备及电化学电容性能

本文以阳极氧化铝(AAO)膜为模板,通过恒电位法在自组装还原氧化石墨烯(rGO)膜表面制备有序聚苯胺(PANI)纳米线阵列。通过拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜分别对其结构和微观形貌进行了表征,并对PANI纳米线阵列的电化学电容性能进行了测试。结果表明,rGO膜表面可电沉积PANI,电沉积得到的PANI纳米线阵列具有比PANI薄膜材料更高的电容和比电容。     

二氧化锰化学氧化法合成导电聚苯胺

研究了以二氧化锰为氧化剂，苯胺（ANI）化学氧化聚合的新型反应，探讨了氧化剂的用量、反应体系酸度、苯胺用量，反应温度，酸的种类等条件对聚苯胺（PANI）的产率和电导率的影响，在2．7mol/L的盐酸介质中二氧化锰与苯胺摩尔比为0．7的条件下室温氧化聚合4h，可得到电导率为12．5S/cm的聚苯胺，产率为73％，对产物聚苯胺的结构用红外光谱和紫外－可见光谱进行了表征。     

碳纳米管/聚苯胺/石墨烯复合纳米碳纸及其电化学电容行为

通过真空抽滤的方法制备碳纳米管纸,并对其进行循环伏安电化学氧化处理.以该电化学氧化处理的碳纳米管(CV-CNT)纸为基体,采用电化学聚合沉积聚苯胺(PANI),随后吸附石墨烯(GR),制备具有三明治夹心结构的碳纳米管/聚苯胺/石墨烯(CV-CNT/PANI/GR)复合纳米碳纸.该结构外层为GR,内层由PANI包裹的CNT形成网络骨架,充分发挥三者各自优势构建柔性电极材料.用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱对其形貌与结构进行表征,并测试其电化学性能.研究发现:PANI呈纳米晶须状,并均匀包裹在CV-CNT表面;该复合碳纸具有良好的电容特性、大电流充放电特性以及良好的循环稳定性能.电流密度为0.5A·g-1时,比电容可达415F·g-1;20A·g-1时仍能保持106F·g-1的比电容.由于GR的保护作用,1000次循环之后较CV-CNT/PANI保持更高的有效比电容.该CV-CNT/PANI/GR复合碳纸展现出在高性能超级电容器柔性电极材料的潜在应用价值.     

APS/NaClO 复合氧化剂对乳液法合成聚苯胺的微观形貌及其电化学性能的影响

采用乳液法, 以过硫酸铵(APS)和次氯酸钠(NaClO)为复合氧化剂合成导电聚苯胺(PANI). 考察了NaClO 的加入与否对PANI 微观形貌与电化学性能(循环伏安和电导率)的影响, 以及APS、乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和NaClO的用量对PANI 电化学性能的影响. 结果表明: NaClO 的加入对PANI 的微观取向结构具有重要的影响. 与采用单一APS 合成的PANI 相比, 复合氧化剂合成的PANI 具有较高的循环伏安峰电流以及更加优异的电导率(约为前者的2.6倍). 当苯胺(An)与APS 的物质的量比(n_An:n_APS )为8:7, An 与SDBS 的物质的量比(n_An:n_SDBS )为10:4, NaClO 用量为5%(质量分数)时, PANI 的各项性能指标达到最好; 紫外可见光谱和红外光谱的表征结果表明, 采用复合氧化剂并未对PANI 的分子结构产生明显的影响.     

聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料的制备及电容性能

以掺氮空心碳球（N-HCS）为骨架,通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料（PANI/N-HCS）,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱仪等对样品的形貌、结构等进行了表征. 采用循环伏安、计时电位和交流阻抗等方法在1 mol/L H₂SO₄水溶液中考察了材料的电化学性能. 结果表明,PANI/N-HCS具有良好的电化学性能,在0.5 A/g电流密度下,PANI/N-HCS的比电容达346 F/g;当电流密度为20 A/g时,PANI/N-HCS比电容值为228 F/g,电容保持率为66%;在5 A/g电流密度下,经1000次充放电循环后,电容保持率为76%.     

聚苯胺/聚砜复合材料的制备及其超级电容性能

通过化学聚合法,制备出盐酸掺杂聚苯胺（PANI）,将其与聚砜（PSF）溶液混合,定量滴加到玻碳电极上制得PANI/PSF复合膜电极。 采用扫描电子显微镜、红外光谱以及X射线衍射对其结构和形貌进行表征。 根据循环伏安曲线、恒电流充放电曲线和电化学阻抗,研究了其作为电极的超级电容性能。 结果表明,多孔结构的PANI/PSF复合材料具有良好的电容性能,其比电容可达到497 F/g,并且该超级电容器具有较小的内阻和较好的循环稳定性。