多孔聚苯胺／乙炔炭黑复合物的制备及其超级电容特性-论文.pdf

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1、Vo1．40No．10化工新型材料第4O卷第lO期·4O·NEWCHEMICALMATERIALS2012年10月多孔聚苯胺／乙炔炭黑复合物的制备及其超级电容特性魏亮吴有智王海燕孔令斌(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州730050)摘要采用乙炔炭黑吸附原位聚合方法制备了聚苯胺／炭黑复合材料。利用红外光谱仪、扫描电镜(SEM)及电化学工作站对其结构、形貌及电容特性进行了表征。研究结果表明，聚苯胺／炭黑(PAn／CB)和聚苯胺／氧化炭黑(PAn／CBO)复合物均呈现多孔结构。由于PAn／CBO复合物为纤

2、维状形貌，显示出了更好的超级电容特性，在5mA／cm放电电流下其放电比电容高达424F／g。关键词聚苯胺，复合材料，形貌，比电容Preparationofpolyaniline／carb0nblackporouscompositesanditsperformanceinasupercapacit0rWeiLiangWuYouzhiWangHaiyanKongLingbin(StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon-ferrousMetalMaterials，LanzhouUniversityof

3、Technology，Lanzhou730050)AbstractPolyaniline／carbonblackcompositeswerepreparedbyin-situadsorptionpolymerization．Thestructure，morphologyandcapacitancecharacteristicsofthecompositeswerecharacterizedbyinfraredspectroscopy，scanningelectronmicroscope(SEM)andelectrochemic

4、alworkstation．Theresultsshowedthatthemorphologyofpo1yanmne／carhonblack(PAn／CB)andpolyan订ine／oxidizationcarbonblack(PAn／CBO)compositespresentedporousstructure．PAn／CBOcom—positesexhibitedabettersupercapacitiveperformancefromitsfibrousmorphology．itsmaximumcapacitanceca

5、nreach424F／gunderthecurrentdensityof5mA／cm2．Keywordspolyaniline，compositematerial，morphology，specificcapacity在众多导电高分子中，聚苯胺因具有比较高的电导率，良6700F型扫描电子显微镜；CHI660C电化学工作站。好的环境稳定性和电化学性能，原料价格低廉，化学方法制备l-2聚苯胺／乙炔黑复合材料的制备简单易行等优点，在防腐、超级电容器I】等领域获得了广泛取5g乙炔炭黑样品于烧瓶中，加入液相氧化剂浓硝酸应用。近年来研究者

6、发现，聚苯胺的微观结构或形貌对其电50mL，沸腾的水浴中加热煮沸4h，抽滤，水洗直中性，干燥后容特性有重要的影响[5]。钟新仙_6等利用界面自组装聚合法研磨得到氧化炭黑(CBO)。成功地合成了纳米球状、纳米球状与纤维状共存的聚苯胺，并称取炭黑0．2043g，苯胺2mL将其置于一定量的盐酸溶考察了不同形貌对电容性能的影响，结果表明以纤维状为主液中搅拌均匀后，按一定速率滴加引发剂溶液，反应温度控制的聚苯胺的比容量较高且循环性能较好。而多孔结构的聚苯在O～5℃，氮气保护条件下反应6h。将所得产物依次用丙胺因其具有更高的比表面能更好的

7、改善电解液离子的传输能酮、蒸馏水反复洗涤至中性，6O℃真空干燥24h，称量、研磨过力而有利于提高材料比电容l7]。本研究采用乙炔炭黑吸附筛得到聚苯胺／炭黑复合物。本实验所用的质子酸为盐酸，浓原位聚合方法制备聚苯胺／炭黑多孔复合材料，探索一种简便度为2mol／L，引发剂的浓度为0．36mol／L。以未氧化炭黑的用于超级电容器的多孔聚苯胺的制备新方法。(cB)和氧化炭黑(CBO)为模板制备的聚苯胺复合材料分别记为PAn／CB复合物和PAn／CBO复合物，(苯胺)：(过硫酸1实验部分铵)一1：1，rn(苯胺)：m(炭黑)一10：1。

8、1．1试剂与仪器1．3电化学性能测试乙炔炭黑(CB)，北京市欣奕博瑞化工厂；苯胺(An)上海复合物电极制备参照相关文献[9]。用电化学工作站建信化工有限公司，经二次减压蒸馏后使用；过硫酸铵、盐酸、(CH1660C)~]试电极材料的循环伏安曲线和恒流充放电性浓硝酸等其他试剂均为