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《硝酸活化碳?xì)饽z納米復(fù)合材料的制備表征及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、物理化學(xué)學(xué)報(bào)(『fHuaxueXuebao)FebruaryActaP.-Chim.Sin.2016,32(2),493—502493[Article]doi:10.3866/PKU.WHXB201511131WWW.whxb.pku.edu.cn聚吡咯,硝酸活化碳?xì)饽z納米復(fù)合材料的制備表征及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用李亞捷倪星元沈軍劉冬劉念平周小衛(wèi)(同濟(jì)大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院,上海市特殊人工微結(jié)構(gòu)材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200092)摘要:通過化學(xué)氧化聚合法制備出不同比例的聚吡咯(PPY)/硝酸活化碳?xì)饽z(HCA)復(fù)合材料。采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征
2、材料的成分和形貌,結(jié)果表明,通過硝酸活化及與聚吡咯的復(fù)合,并未破壞碳?xì)饽z的多孔形貌,硝酸活化碳?xì)饽z及聚毗咯/硝酸活化碳?xì)饽z都仍然保持著原碳?xì)饽z的三維納米多孔結(jié)構(gòu)。采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法,設(shè)計(jì)并合成五組不同配比的復(fù)合材料,聚吡咯與硝酸活化碳?xì)饽z的質(zhì)量比例分別為3:1、2:1、1:1、1:2、1:3,通過循環(huán)伏安法,恒流充放電,交流阻抗及循環(huán)性測試等考察材料的電化學(xué)性能。結(jié)果證明,當(dāng)聚吡咯與硝酸活化碳?xì)饽z比例為1:1時(shí),復(fù)合材料顯示出最優(yōu)電化學(xué)性能:比電容高達(dá)336F·g~,是純碳?xì)饽z(103F·g1)的三倍有余,除此還顯示出卓越的導(dǎo)電性與循環(huán)穩(wěn)定性,2000次循環(huán)后仍保持初始電容的91
3、%,具備優(yōu)良的超級(jí)電容器電極材料性能。因此聚吡咯,硝酸活化碳?xì)饽z復(fù)合納米材料是超級(jí)電容器的理想電極材料。關(guān)鍵詞:活化碳?xì)饽z;聚吡咯;超級(jí)電容器;化學(xué)氧化聚合法;復(fù)合電極材料;電化學(xué)性能中圖分類號(hào):0646PreparationandPerformanceofPoIypyrrOIe,NitricAcidActivatedCarbonAerogelNanocompositeMaterialsforSupercapacitorsLlYa-JieNIXing-Yuan‘SHENJunLIUDongLIUNian—PingZHOUXiao—We(ShanghaiKeyLaboratoryofSpec
4、ialArtificialMicrostructureMaterialsandTechnology,InstituteofPhysicalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,戶R.China)Abstract:Polypyrrole(PPY)/nitricacid(HNO3)activatedcarbonaerogel(HCA)compositesarepreparedthroughchemicaloxidativepolymerizationwithdifferentPPY/HCAmassratios.Fouriertr
5、ansforminfraredfFT_IR)spectroscopyandscanningelectronmicroscope(SEM)wereemployedtoinvestigatethecomponentsandmorphologyofthesamples.Theresultsdemonstratethatthesynthesizedmaterialsmaintainthethree—dimensionaInanoporousstructureofthecarbonaerogeJ(CA):theactivationbynitricacidandcompositionwithPPYdono
6、tdestroytheporousstructureofthecarbonaerogeIandthecomplexstilIhastheoriginalthree-dimensionaInanoporousstructure.Compositeswithdiferentmassratios(3:1,2:1,1:1,1:2,1:3)ofPPY/HCAwerepreparedandtheelectrochemicalpropertiesweremeasuredbycyclicvoltammetrY,galvanostaticcharge.dischargetest.a(chǎn)ndelectrochemic
7、aIimpedancespectroscopy.TheresultscOnfirmthatthePPY/HCAcompositewitharatioof1:1exhibitsthebestelectrochemicaIperformances;ithasahighspecificcapacitanceof336F·g-。,whichiSmorethantwotimeshigherthanthato