聚吡咯碳纳米管电极涂敷成型工艺与性能研究

《聚吡咯碳纳米管电极涂敷成型工艺与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、聚吡咯/碳纳米管电极涂敷成型工艺与性能研究StudyoncoatingprocessandperformanceofPPy/CNTcompositeelectrode学科专业：化学工程作者姓名：王汝国指导教师：王越副教授天津大学化工学院二零一四年六月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

2、确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要电容法脱盐技术(CDI)实用化中，不仅需要解决高吸附容量电极材料的制备问题，也需要实现电极材料吸附能力的高效能发挥。

3、因此，探究新型电极材料的电极成型工艺技术具有重要意义。采用化学氧化聚合的方法，在适宜的条件下合成聚吡咯/碳纳米管（PPy/CNT）材料。在PPy/CNT:粘结剂(聚偏二氟乙烯PVDF):导电石墨(G)的质量比为8:1:1的条件下，采用压片法得到PPy/CNT电极，测得其比电容值分别是相同条件下制备的CNT电极和PPy电极的3.0倍和1.3倍，其比吸附量分别是CNT电极和PPy电极的6.28倍和1.79倍。当施加-0.4-0.8V(vs.SCE)的电势时，PPy/CNT电极相对比较稳定。在不同的电解质溶液中，PPy/CNT电极的比电容值遵循

4、：CaCl2>NaCl≈KCl>Na2SO4。PPy/CNT电极在pH为3.37的电解质溶液中具有较高的比电容值。以购买的活性炭（AC）为电极活性材料，采用涂敷法，选用PVDF为粘结剂，甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，导电石墨为导电极，采用工字型刮刀，在NMP用量为4.5g，PVDF含量为10%（mAC:mPVDF:mG=8:1:1，导电石墨的质量为0.3g），涂层厚度为0.4mm的条件下，制作的AC电极，电极表面比较均匀，涂层连接在一起成为一个整体。制得的AC电极面积比电容和面积比吸附量都达到最大。为PPy/CNT的涂敷奠定了基础。此外，

5、采用硝酸与双氧水混酸浸泡之后的AC电极，亲水性得到了比较大的改善，改善之后的电极样件的质量比吸附量和面积比吸附量分别是没有改善电极样件的1.81倍和1.63倍。以本实验室合成的PPy/CNT材料为电极活性材料，参考AC涂敷成型过程中的操作条件，采用涂敷法制备PPy/CNT电极，发现了在PPy/CNT电极涂敷成型过程中，易出现涂层龟裂的现象，通过减少溶剂用量、降低干燥温度和减少干燥时间可以消除涂层龟裂的现象。在PVDF含量为10%（mPPy/CNT:mPVDF:mG=8:1:1，导电石墨的质量为0.07g），NMP4g，石墨纸为集流体，湿膜

6、厚度厚度为0.3mm，在室温条件下干燥12h的条件下，得到的PPy/CNT电极样件具有最佳的脱盐性能，其质量比吸附量和面积比吸附量都达到最大。涂敷得到的PPy/CNT电极相对于涂敷得到的AC电极表现出比较明显的电容性能和脱盐性能的优势，同时涂敷得到的PPy/CNT电极相对于压片得到的PPy/CNT电极表现出更利于材料性能发挥的优势。关键词：电容法脱盐涂敷成型聚吡咯碳纳米管活性炭万方数据ABSTRACTForthecapacitivedeionization(CDI)technology,itisveryimportanttofindthe

7、electrodematerialwithhighadsorptioncapacityaswellastofindawaytobringitspropertyintofullplay.Soitisverysignificanttoexplorethemoldingtechnologyoftheelectrode.Inthispaper,wefirstlypreparepolypyrrole/carbonnanotube(PPy/CNT)compositesthroughchemicaloxidationpolymerizatonmetho

8、d.ThePPy/CNTelectrodesareobtainedbythecompressionmethodandthemassaratioofPPy/CNT,PVDFandgraphite