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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
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