镍掺杂聚苯胺/生物质炭复合材料的电化学性能

作     者：张丹丹 田满泽 鄢波 任俊鹏 周进康 ZHANG Dandan;TIAN Manze;YAN Bo;REN Junpeng;ZHOU Jinkang

作者机构：贵州师范学院化学与材料学院贵阳550018 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2024年第53卷第7期

页      面：1280-1287页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：贵州省科学技术基金项目(黔科合基础-ZK〔2021〕一般254,黔研合平台人才〔2019〕5778-08) 贵州省教育厅高等学校重点实验建设项目(黔教技〔2023〕021) 贵州省教育厅人才成长项目(黔教合KY字〔2022〕299号) 国家级大学生创新训练项目(202314223016) 

主　　题：生物质炭 聚苯胺 化学氧化聚合法 复合材料 电容 电化学性能 

摘      要：为制备高性能、低成本的电极材料,本文以八月瓜果皮生物质炭(BC)为基质,六水合硝酸镍、苯胺为原料,通过化学氧化聚合法合成了镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭复合材料(Ni@PANI/BC)。通过扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、比表面积测试(BET)等表征手段对其结构进行表征,循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)测试和电化学阻抗谱(EIS)对其进行电化学性能测定,考察了镍离子掺杂对Ni@PANI/BC结构和电化学性能的影响。研究表明,镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭形成了多孔交联网状结构、比表面积大、导电性能良好的复合材料。当六水合硝酸镍与苯胺、BC质量比为1.5∶5∶3时,所得的电极材料电化学性能最佳。在1 A/g电流密度下,Ni@PANI/BC质量比电容最高可达608.4 F/g,在10 A/g下,充放电循环5000次,容量保持率为85.4%,该材料具有与文献报道相关材料相媲美的电化学性能。