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聚吡咯/杂多酸电化学电容器电极材料的制备与性能研究

邢燕  
【摘要】: 导电聚合物与多金属氧酸盐结合在一起形成的有机-无机杂化材料是一种新颖的电化学电容器电极材料。在本论文中,我们分别采用化学氧化聚合法和电化学聚合法制备了聚吡咯/多金属氧酸盐杂化材料,并通过循环伏安、恒流充放电等测试手段对电极材料的电化学性质和电容性质进行了研究。 采用电化学聚合法(循环伏安技术)在石墨板上制备了PPy/P2Mo18电化学电容器电极材料,并探讨了制备PPy/P2Mo18电极的扫速及P2Mo18溶液的浓度。在电压范围为0.7~–0.1 V,电沉积时的扫速为5 mV/s,P2Mo18溶液的浓度为0.030 mol/L的实验条件下制备的PPy/P2Mo18电极的比容量较高。通过红外光谱及循环伏安对在最佳实验条件下制备的PPy/P2Mo18电极进行了表征,并通过恒流充放电及电化学阻抗研究了该电极的电容性质和电化学性质。 采用化学氧化聚合法制备了PPy/PMo12及PPy/PW6Mo6电化学电容器电极材料,并通过循环伏安、恒流充放电及循环寿命测试对这两种电极材料的电化学性质和电容性质进行了比较研究。根据恒流充放电曲线计算出基于PPy/PW6Mo6杂化材料的电化学电容器具有较高的比容量值和较好的循环稳定性。因此,PPy/PW6Mo6杂化材料更适合于用作电化学电容器电极材料。 制备了PPy/P2Mo18、MWNTs和PPy/P2Mo18-MWNTs电化学电容器电极材料,并通过循环伏安和恒流充放电对这几种材料的电化学性质和电容性质进行了比较研究。通过恒流充放电曲线计算出PPy/P2Mo18-MWNTs复合物的比容量值比单纯MWNTs或PPy/P2Mo18杂化材料的比容量值较高,这主要是双电层电容与法拉第赝电容相结合的结果。此外,我们研究了复合材料中碳纳米管的含量(25%、33%、50%)对比容量的影响,研究结果表明当复合材料中MWNTs的含量为25%时,其比容量值较高。


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