碳纳米管/聚苯胺/铁氰化镍复合膜的电化学共聚制备与电容性能

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备了电活性碳纳米管/聚苯胺/铁氰化镍(CNTs/PANI/NiHCF)复合膜.用傅立叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线能谱仪(EDS)和扫描电镜(SEM)研究了复合膜组成及其表面形貌,并用循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗(EIS)等测试了复合膜的循环稳定性与电化学容量性能.研究表明:CNTs/PANI/NiHCF复合膜为三维多孔有序的网络状结构,PANI和NiHCF以纳米颗粒形式存在并沿CNTs均匀分布;在电流密度为2mA.cm-2时,CNTs/PANI/NiHCF复合膜的比容量高达262.28F.g-1,比能量为29.51Wh.kg-1,电流密度为10mA.cm-2时比功率可达10228.61W.kg-1;在2000次循环充放电过程中,复合膜的电容量仅衰减19.92%,电荷充放电效率一直保持在99%以上.CNTs/PANI/NiHCF有机-无机杂化膜具有良好的功率特性和快速充放电能力,是一种优异的超级电容器材料.     

聚苯胺改性氮掺杂碳纳米管制备及其超级电容器性能

利用苯胺原位化学聚合合成聚苯胺包覆碳纳米管(CNTs), 再炭化处理制备氮掺杂碳纳米管(NCNTs).激光拉曼(Raman)光谱和X射线光电子谱(XPS)分析及透射电镜(TEM)观察表明, 苯胺包覆碳纳米管经炭化处理后, 得到以碳纳米管为核、氮掺杂碳层为壳, 具有核-壳结构的氮掺杂碳纳米管, 而碳纳米管本征结构未遭破坏. 研究表明, 随着苯胺用量的增大, 氮掺杂碳纳米管的氮掺杂碳层变厚, 氮含量从7.06%(质量分数)增加到8.64%, 而作为超级电容器电极材料, 随着氮掺杂碳层厚度降低, 氮掺杂碳纳米管在6 mol·L^-1氢氧化钾电解液中的比容量从107 F·g^-1增大到205 F·g^-1, 远高于原始碳纳米管10 F·g^-1的比容量, 且聚苯胺改性氮掺杂碳纳米管表现出较好的充放电循环性, 经1000次充放电循环后仍保持初始容量的92.8%~97.1%, 表明氮掺杂碳纳米管不仅通过表面氮杂原子引入大的法拉第电容和改善亲水性使电容量显著增大, 其具有的核壳结构特征也使循环稳定性增强。     

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺（ODA）接枝的氧化石墨烯（GO）,得到了十八胺功能化石墨烯（ODA-G）,将ODAG与聚苯胺（PANI）通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料（ODA-G/PANI）. 采用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、拉曼（Raman）光谱及透射电镜（TEM）,对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试. 结果显示,少量ODA-G的引入为PANI 的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI 的赝电容. 在电流密度1.0 A·g^-1下,2%（w）ODA-G/PANI 的比电容达到787 F·g^-1,而相应的PANI 仅有426 F·g^-1. 此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.     

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺(ODA)接枝的氧化石墨烯(GO),得到了十八胺功能化石墨烯(ODA-G),将ODAG与聚苯胺(PANI)通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料(ODA-G/PANI).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、拉曼(Raman)光谱及透射电镜(TEM),对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试.结果显示,少量ODA-G的引入为PANI的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI的赝电容.在电流密度1.0 A·g-1下,2%(w)ODA-G/PANI的比电容达到787 F·g-1,而相应的PANI仅有426 F·g-1.此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.     

磺化碳纳米管改性聚苯胺复合材料的合成与超级电容特性

运用重氮化技术制备了水溶性磺化碳纳米管,在此基础上,以不同直径的磺化碳纳米管(1～2 nm,<8 nm,10～20 nm,30～50 nm)为载体,采用原位氧化聚合方法合成了一系列磺化碳纳米管改性聚苯胺复合材料.红外和紫外-可见光谱分析表明,聚苯胺与磺化碳纳米管之间存在π-π相互作用,并形成了电荷转移复合物;且随着碳纳...     

MnO_2/聚苯胺复合材料的电化学电容

以P123为模板剂,软模板法制备出纳米MnO2.酸性条件下引入苯胺并聚合,得到了MnO2/聚苯胺复合材料.X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR),扫描电子显微镜(SEM)表征观察样品的结构、形貌.循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等测试MnO2/聚苯胺电极的电化学性能.结果表明:引入苯胺改变了样品纳米MnO2的形貌.MnO2/聚苯胺电极比容量高达190.8F·g-1,500次循环电极比容量仅衰减4.7%,库仑效率均保持在97%以上.     

以多层次聚苯胺颗粒为电极活性物质的超级电容器的电化学性能

以(NH₄)₂S₂O₈为氧化剂用化学氧化法合成了具有多层次结构的聚苯胺颗粒，其二次颗粒由一次颗粒集结而成，一次颗粒的粒径基本上在1 μm以下，一次颗粒由多层微小薄片叠合而成. 用这种聚苯胺为活性物质制成电极，以2 mol•L^-1的H₂SO₄水溶液作电解液，组装成了聚苯胺电极超级电容器. 用循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流充放电技术测试了该超级电容器的电化学性能.在7 mA的充放电电流下，它的比能量可达6.35 Wh•kg^-1，比功率可达132 W•kg^-1，电极材料的比容量可达408 F•g^-1. 在20 mA的充放电电流下，它的比能量可达4.39 Wh•kg^-1，比功率可达328 W•kg^-1，电极材料的比容量可达324 F•g^-1. 在100次的充放电循环中，聚苯胺电极超级电容器的电容量没有下降，电荷充放电效率一直保持在95%左右.     

一种估算多壁碳纳米管电化学容量的方法

Five kinds of multi-walled carbon nanotubes were prepared by CVD(Chemical Vapour Deposition) and purified under the same conditions, then were used as electrodes for super capacitors in order to compare their performance. The differences measured in terms of specific capacitance by galvanostatic cycling were presented, porosity measurements using nitrogen at 77 K made on carbon nanotubes allowd a better understanding of the electrochemical behavior of these carbon nanotubes. The experiment results show that pore diameter in the range of more than 3nm is required to maximize the capacitance in the electrolyte of 1.0 mol·L^-1 LiClO₄/EC+DEC(V_EC∶V_DEC=1∶1), and the BET surface area contributed by this extent is almost linear with the specific capacitance, in which an average value is about 0.11 F·m^-2, and the specific capacitance estimated from above is very close to the value by experiment.     

基于碳纳米管－聚苯胺纳米复合物的超级电容器研究

为了提高碳纳米管的比容, 采用化学原位聚合的方法在碳纳米管的表面包覆聚苯胺, 制备碳纳米管-聚苯胺纳米复合物. 运用TEM和IR对样品进行了表征. 通过循环伏安研究样品的电化学特性. 利用恒流充放电考察基于碳纳米管-聚苯胺复合物超级电容器的性能. 在相同实验条件下, 对碳纳米管进行了比较分析. 实验结果表明, 在电流密度为10 mA/cm²时, 碳纳米管和碳纳米管-聚苯胺复合物的比容分别为52和201 F/g. 基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器的能量密度达到6.97 Wh/kg, 并且具有良好的功率特性.     

有限域聚合法制备碳纳米管-聚苯胺复合材料及其电化学性能

通过有限域聚合法将聚苯胺(PANI)均匀地生长在碳纳米管(CNTs)表面, 得到CNTs-PANI纳米复合材料. 通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品的形貌及成分进行表征. 将得到的复合材料组装成电化学超级电容器, 进行电化学的循环伏安和恒流充放电测试. 结果显示, 运用此有限域聚合法所制备的复合材料中PANI 可以非常均匀地包裹在CNTs表面, 复合材料的比容量可以达到117.7 F·g-1(有机电解液), 远远高于所用纯碳纳米管(25.0 F·g-1)和纯聚苯胺(65.0 F·g-1)的比容量, 从而表明有限域聚合法是一良好的纳米复合材料的制备方法.     

砂磨法制备聚苯胺及其电化学性能的研究

首次采用砂磨法制备了导电态聚苯胺(PANI), 通过循环伏安和电导率的测试分析, 探讨了转速(N)、反应时间(t)、盐酸(HCl)浓度、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度和过硫酸铵(APS)浓度对产物氧化还原性及导电性能的影响|并采用红外光谱(FT-IR)对产物结构进行了表征. 结果表明: 当N为400 r/min, t为2 h, HCl与苯胺(An)的摩尔比(n_HCl/n_An)为4∶1, SDBS与An的摩尔比(n_SDBS/n_An)为1∶1, APS与An的物质的量比(n_APS/n_An)为0.8∶1时, 产物的各项性能达到最佳值|且砂磨法与乳液法制备的PANI结构相符, 电化学性能接近, 但是砂磨法的生产成本和环保优势十分显著(砂磨法的反应时间仅为乳液法的1/3, 用水量仅为乳液法的1/2).     

碳纳米管的电化学贮氢性能研究

研究了碳纳米管电极的电化学性能 ,其电化学储氢量达到 2 0 0mAh·g 1且具有高的电化学活性和良好的循环寿命 .采用循环伏安法研究了氢在碳纳米管电极上吸附 /氧化机理 .     

Synthesis and Characterization of Aramid Fiber‐Reinforced Polyimide/Carbon Black Composites and Their Use in a Supercapacitor

The aramid fabric (AF )‐reinforced polyimide (PI ) composites filled with carbon black (CB ) were fabricated by means of a thermal imidization and their mechanical, thermal and electrochemical behaviors were comparatively investigated. Experimental results showed that the tensile strength of composite increased with an increase of the CB , meanwhile, the addition of 5 wt% CB and AF increased the tensile modulus to 5682.0 MPa . The superior mechanical properties of the composites were attributed to the good dispersion and effective stress transfer between the polymer and CB , as evidenced by the results from X‐ray diffraction (XRD ) and morphological studies. Besides, the thermal‐nonoxidative stability of PI was significantly improved by the incorporation of CB and AF . Furthermore, the CB /AF /PI composite was employed as the supercapacitor electrode in the 6 mol/L KOH aqueous electrolyte solution, which exhibited a specific capacitance of 510 F•g⁻¹ at 10 mV •s⁻¹. It also exhibited excellent long‐term stability, and the energy density was stable with the increase in the power density. The super performance of the composite electrode is attributed to the synergistic effects of CB particles and organic polymer.     

Thermal stability and electrochemical performance of Polyaniline/Pr6O11 composites

In order to describe the influence of Pr₆O₁₁ on thermal and electrochemical performance of polyaniline (PANI), PANI/Pr₆O₁₁ composites were synthesized by in situ polymerization in the presence of sulfosalicylic acid (as dopant). The composites obtained was characterized by scanning electron microscope, Fourier transform infrared spectra, and X‐ray diffraction. The thermal stability of the composites was investigated by thermogravimetry and derivative thermogravimetry. Finally, the comparative analysis on the electrochemical properties of PANI/Pr₆O₁₁ composites electrodes, such as cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and constant current charge–discharge test, was conducted under similar conditions. Scanning electron microscope, infrared, and X‐ray diffraction results show that interaction exists between PANI and Pr₆O₁₁, and the composites are more crystalline than pure PANI. Thermogravimetry and derivative thermogravimetry analyses indicate that PANI/Pr₆O₁₁ composites and pure PANI have similar thermal stability. Moreover, the studies regarded to capacitive properties show that the electrochemical performance of the composites is improved greatly when Pr₆O₁₁ is added in small amount. However, with increasing the amount of Pr₆O₁₁, the electrochemical performance of the composites become worse, which indicates a large amount of Pr₆O₁₁ has a negative effect on the capacitance. These results suggest that PANI is still in the conductive form after inserting the Pr₆O₁₁, and the capacitance performance of PANI can be improved only by a low percentage of Pr₆O₁₁. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Polyaniline Nanowire Arrays Deposited on Porous Carbon Derived from Raffia for Electrochemical Detection of Imidacloprid

An electrochemical sensor based on raffia derived porous carbon (RPC) and polyaniline (PANI) composite functional glass carbon electrode (GCE) was constructed for imidacloprid (IMI) determination. PANI nanowire arrays were deposited on RPC surface uniformly without aggregations. The electrochemical response of IMI at RPC@PANI/GCE is about four times than that at bare GCE, indicating high electrocatalytic activity of RPC@PANI towards IMI reduction. The prepared sensor also offers a wide linear range of 0.1–70 μg mL⁻¹ for IMI determination with a limit of detection (LOD) of 0.03 μg mL⁻¹. In addition, it offers high recoveries with testing real samples.     

纳米碳管电极的制备与电化学检测性能研究

纳米碳管由于其独特的物理和化学性能及广阔的应用前景而备受关注,其相关研究涉及到众多领域[1￣3]。在电化学分析领域,与其它碳电极材料相比,纳米碳管电极具有较大的电极表面积和较高的电子传递速率,其使用能增大响应电流、降低检出限,是目前电化学分析电极中一个十分引人注目     

对苯二胺缩对苯二甲醛席夫碱及其配合物的制备和电化学性能

以对苯二胺和对苯二甲醛为原料缩合制备出对苯二胺缩对苯二甲醛席夫碱聚合物（PT）,研究了采用不同物质的量之比的单体所制备的聚合物的电化学性能。利用席夫碱聚合物中N原子上的孤对电子与不同金属离子配位形成席夫碱配位聚合物（PT-M）,并对所形成聚合物的电化学性能进行了研究。采用X射线衍射（XRD）、红外（IR）、热重-差示扫描量热法（TG-DSC）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）对产物进行了表征,PT-M的XRD峰强度相比于PT明显降低,表明金属离子配位进入分子链骨架中引起的空间位阻减少了分子链排列的有序性。采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗评价了所制备的配位聚合物材料的电化学性能。研究发现,聚席夫碱铝配合物（PT-Al）表现出较优的电化学性能,在0.5 A·g^-1的电流密度下其电容值为649.6 F·g^-1,并且具有较好的循环稳定性,在8 A·g^-1的电流密度下循环1 000次后仍有80.9%的电容保持率。     

非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料的合成及性能

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)非共价修饰的碳纳米管表面均匀沉积二氧化钛粒子制得纳米复合材料。用TEM、XRD、FTIR、N2吸脱附等对复合材料进行了表征。结果表明:纳米二氧化钛纳米粒子均匀沉积在被修饰碳纳米管表面,且二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10 nm,且比表面积与纯的二氧化钛相比明显增大,在紫外光照射下降解亚甲基蓝,相比纯的二氧化钛和碳纳米管/二氧化钛,具有较高的催化活性。     

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.     

聚苯胺共价接枝碳纳米管复合材料的制备及其超电容性能的研究

以氨基化的碳纳米管为基体, 通过低温原位聚合的方法将聚苯胺共价接枝于碳纳米管表面, 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光(UV-vis)、傅里叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)及电化学方法对复合材料进行了表征. 结果表明通过低温原位聚合的方法可以使聚苯胺均匀接枝于碳纳米管表面. 电化学测试结果表明, 碳纳米管共价接枝聚苯胺作为超级电容器材料在0.5 A/g条件下聚苯胺的电容贡献值为754.8 F/g, 同时其倍率性能以及循环稳定性方面都明显优于聚苯胺非共价修饰的碳纳米管复合材料.