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聚苯胺基超级电容器电极材料的制备及电容性能的研究

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聚苯胺基超级电容器电极材料的制备及电容性能的研究

作者：樊晓蓉北京化工大学

学位级别：硕士

聚苯胺(PANI)具有优异的赝电容性能,而且导电性可控、合成工艺简单,原料来源广泛,是最具发展潜力的超级电容器电极材料之一。纳米结构的聚苯胺,具有较大的活性比表而积,较高的孔隙率,能够形成三维导电网络,是目前研究的热点;另一方而聚... 详细信息

聚苯胺(PANI)具有优异的赝电容性能,而且导电性可控、合成工艺简单,原料来源广泛,是最具发展潜力的超级电容器电极材料之一。纳米结构的聚苯胺,具有较大的活性比表而积,较高的孔隙率,能够形成三维导电网络,是目前研究的热点;另一方而聚苯胺@碳复合材料可以兼具聚苯胺的高比电容和碳材料优异的循环稳定性,吸引了不少研究者的兴趣。但是聚苯胺的纳米形貌控制以及聚苯胺在复合材料中的分散度一直是研究难点。本文就聚苯胺纳米纤维的制备和聚苯胺@氮/磷共掺杂碳纳米纤维复合材料的结构设计两方面展开研究。(1)探究聚苯胺纳米纤维的制备工艺。本文采用化学氧化聚合法精细控制聚合条件,观察不同掺杂体系中聚苯胺(PANI)的形貌,研究表明在1mol L-1 H3PO4掺杂体系中得到的样品PANI-P-1呈现细长纳米纤维状,分散度良好,且具有较高的比容量,0.5A g-1电流密度下的放电比容量高达481.2F g-1。(2)选用碳纳米纤维(CNFs)和氮/磷共掺杂碳纳米纤维(NPCNFs)两种碳基体原位聚合苯胺分别得到样品聚苯胺@碳纳米纤维(PANI@CNFs)和聚苯胺@氮/磷共掺杂碳纳米纤维(PANI@NPCNFs),研究表明碳材料表面磷氧官能团可以控制聚苯胺的生长形貌,使聚苯胺纳米纤维规整排列在氮／磷共掺杂(NPCNFs)基体表面,表现为刺状结构,形成V-型通道。和PANI@CNFs复合电极材料相比,PANI@NPCNFs复合材料的阻抗更小,比容量更高。和纯PANI相比,PANI@NPCNFs的初始容量稍低,但是倍率性能更好,电流密度从0.5A g-1升到20A g-1比容量保持率为79%。(3)改变苯胺单体的浓度,观察聚苯胺包覆层的形貌变化并分析PANI@NPCNFs复合材料的电化学性能变化,当聚合溶液中苯胺单体的含量为15mmol时,聚合得到的复合材料PANI@NPCNFs-15表现出最佳的电化学性能,在0.5A g-1电流密度下的放电比容量高达436.8F g-1,且在10A g-1的电流密度下,1000次循环后比容量仅衰减了4%。

关键词：超级电容器聚苯胺纳米纤维氮/磷共掺杂化学聚合法

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导电呋喃—吡咯共聚物膜的制备与性能研究

导电呋喃—吡咯共聚物膜的制备与性能研究

作者：刘娟郑州大学

学位级别：硕士

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个崭新的研究领域,其在能源、光电子器件、传感器、分子导线和分子器件等方面都有诱人的应用前景。与其他五元杂环聚合物,如聚吡咯、聚噻吩相比,聚呋喃研究并没有引起人们的关注。这主要是因为人... 详细信息

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个崭新的研究领域,其在能源、光电子器件、传感器、分子导线和分子器件等方面都有诱人的应用前景。与其他五元杂环聚合物,如聚吡咯、聚噻吩相比,聚呋喃研究并没有引起人们的关注。这主要是因为人们无法通过传统的化学聚合法、电化学聚合法获得具有良好共轭结构、较高导电率的聚呋喃化合物。并且因为呋喃本身高的氧化电势,使其难于通过共聚等方法对其改性。本研究采用新的合成路线,通过糠醛、毗咯间的羟甲基化反应实现了共聚,制备得到了具有良好导电性能和机械性能的呋喃-吡咯共聚物膜。我们通过FT-IR、UV-vis等考察了反应条件、共聚组分的变化对共聚物性能的影响;通过FT-IR、TG等考察了共聚物的稳定性;通过FT-IR、UV-vis等考察了碘掺杂过程对聚合物结构、导电率等的影响;通过拉伸实验等考察了共聚物膜的机械性能。我们并对反应机理、导电机理进行了分析和讨论。实验证明,此合成方法可以有效的实现呋喃-吡咯间的共聚,并且能够避免聚合过程中呋喃的开环,提高生成聚合物的共轭性。制备得到的呋喃-吡咯共聚物膜具有良好的环境稳定性和热稳定性、较高的导电率(1.011×10-3 S·cm-1)和良好的机械性能(拉伸断裂强度为10.2 MPa,杨氏模量为333.6 MPa)。

关键词：导电高分子呋喃-吡咯共聚物化学聚合法

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关于粉末聚丙烯酰胺的几个问题

塑料工业 1977年第3期 50-57+60页

作者：东鸣

本文综述了粉末聚丙烯酰胺的各种制法,高聚物的稳定性和毒性问题。

关键词：丙烯酞胺辐射聚合聚合物分子量聚合度化学聚合法丙烯酸胺单体浓度絮凝剂溶液聚合高分子量沉淀聚合共聚物有机溶剂聚丙烯酰胺丙烯酸树脂

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自组装聚吡咯纳米线在锂金属电池中的应用

科技风 2021年第17期 176-178页

作者：吴海江何世杰刘志勇黄宇翔刘毅邵阳学院机械与能源工程学院湖南邵阳422000 邵阳学院高效动力系统智能制造湖南省重点实验室湖南邵阳422000

聚吡咯作为优良的导电聚合物,其具备环境稳定性好、导电率高、制备简便等优点,已经在高分子导线、电子和光学器件、防腐材料等各方面广泛应用。本文以吡咯单体、盐酸(HCl)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和过硫酸铵(APS)为基底,利用化学... 详细信息

聚吡咯作为优良的导电聚合物,其具备环境稳定性好、导电率高、制备简便等优点,已经在高分子导线、电子和光学器件、防腐材料等各方面广泛应用。本文以吡咯单体、盐酸(HCl)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和过硫酸铵(APS)为基底,利用化学聚合法形成的高黏性网状薄膜,探讨其作为锂金属负极的电化学性能;利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱对其进行了形貌和成分的表征。结果显示:试验最佳的反应条件为反应温度0℃~5℃,反应时间4h。通过对成膜后的聚吡咯进行电化学性能测试,在1mA/cm^(2)-1mAh/cm^(2)的电流密度下,库伦效率高达97.1%。

关键词：聚吡咯化学聚合法锂金属电池

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走进电气化包装时代

中国包装工业 2003年第2期 9-12页

作者：韩锦平

自 19世纪 70年代聚合物发明 100多年来,它一直以绝缘这一伟大优点而自豪,并在工业中特别是在包装领域得到十分广泛的应用.但谁也没有料到,绝缘性能优良的聚合物在 20世纪 80年代,由于高科技的注入而变得更加温驯,使塑料包装进入了电气... 详细信息

自 19世纪 70年代聚合物发明 100多年来,它一直以绝缘这一伟大优点而自豪,并在工业中特别是在包装领域得到十分广泛的应用.但谁也没有料到,绝缘性能优良的聚合物在 20世纪 80年代,由于高科技的注入而变得更加温驯,使塑料包装进入了电气化时代.

关键词：包装导电聚合物功能聚合物导电高聚物聚苯胺薄膜高分子聚合物高聚物电化学合成法聚吡咯导电性能聚对苯撑乙炔吡咯衍生物电导率电性化学聚合法电解聚合聚噻吩