微孔炭/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电容性能

纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的超级电容器电极材料,该文用简易的原位化学氧化法制备了微孔炭/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了其电化学电容性能,结果表明,在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g,高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻(Rct)小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

微孔碳/聚苯胺纳米线复合材料的制备及其电化学电

：纳米线型导电聚合物是一种具有良好应用前景的电容器电极材料,本论文中,用简易的原位化学氧化法制备了微孔碳/聚苯胺纳米线(MC/PANI)复合材料,并以此复合材料为活性物质制备工作电极,在1 mol/L H2SO4中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术研究了其电化学电容性能,研究结果表明：在0.2 A/g的电流密度下,MC/PANI电极首次充放电比电容可达到329 F/g, 高于PANI电极的259 F/g,且MC/PANI电极电荷传递电阻（Rct）小于MC和PANI,可见纳米线型PANI可加强电极材料的电化学性能。     

脉冲电沉积一步合成石墨烯/PANI复合材料及其超电容性能

采用脉冲电沉积一步合成得到石墨烯/聚苯胺(PANI)复合材料,通过SEM和XRD对材料的形貌和结构进行了表征,复合材料中聚苯胺为翠绿亚胺态,呈纤维状形貌。将所得石墨烯/PANI复合材料用作超级电容器电极进行电化学性能测试,比纯聚苯胺表现出更优异的超电容性能。电流密度为0.5A·g~(-1)时,石墨烯/PANI的比容量可达703F·g~(-1),且具有良好的倍率性能。     

交联状聚苯胺包覆碳纤维复合纳米线 制备及电容特性

以交联状氮掺杂碳纳米纤维(CNF)为碳骨架,采用插层辅助原位氧化聚合法使聚苯胺(PANI)均匀地在CNF表面包覆生长,制备了交联状聚苯胺包覆碳纤维(PANI/CNF)复合纳米线。采用TEM、SEM、TG、FTIR、Raman、XRD、XPS和BET对PANI/CNF复合纳米线的形貌和结构进行了表征。通过CV、EIS和GCD测试了PANI/CNF复合纳米线的电容特性。结果表明:PANI/CNF复合纳米线相互连通,表面呈荆棘状,具有多级空间结构。CNF质量分数为40%的PANI/CNF40复合纳米线电极在电流密度为1.0 A/g时,比电容达到820.31 F/g。电流密度增加到20.0 A/g时,比电容保留率为74.8%。在10.0 A/g时,经过2000次充放电循环后电极的比电容保持率达到89.7%。     

NiTe/Ni@CC//AC/CC全固态柔性超级电容器的性能研究

采用电镀和水热反应两步法制备了一种高柔性Ni Te/Ni@CC超级电容器正极材料。利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪和电化学工作站对Ni Te/Ni@CC电极进行了表征与分析。结果表明,该电极具有CC-Ni-Ni Te的层次结构;在电流密度为5 m A/cm~2时,电极的面积比电容达到2.85 F/cm~2;由该电极组装的Ni Te/Ni@CC//AC/CC全固态柔性超级电容器在5.57 m W/cm~2的面功率密度下可提供高达0.50 m W·h/cm~2的面能量密度,并且在0～90°的2 000次弯曲循环后,具有77.20%的初始电容保持率。     

Co(CO3)0.35Cl0.20(OH)1.10纳米线的制备 及其超级电容器性能

通过简便的一步水热法成功制备出了Co(CO_3)_(0. 35)Cl_(0. 20)(OH)_(1.10)(Cobalt chloride carbonate hydroxide,CCCH)纳米线,并采用XRD、SEM等表征了CCCH的结构和形貌,其平均直径约为200 nm,长度大约为5μm。测定了CCCH纳米线电极的超级电容器性能,在1 A/g时,其比容量达到1536 F/g,即使在32 A/g的高电流密度下,比电容也能达到741 F/g。结果表明制得的CCCH纳米线具有良好的电化学性能,是一种有潜力的超级电容器电极材料。     

谷胱甘肽辅助水热合成NiCo2S4电极材料及其电化学性能

超级电容器作为一种新型储能器件，凭借其高功率密度和超长的使用寿命等优点，已被实际应用于多个领域。在超级电容器组成部件中，电极材料对器件性能优劣起着关键作用，因此制备电化学性能优异的电极材料具有重要意义。采用乙酸镍、乙酸钴为原料，还原型谷胱甘肽(GSH)为形貌控制剂和硫源，通过水热法制备Ni Co₂S₄电极材料，并研究了水热反应时间对Ni Co₂S₄微观结构、形貌、电化学性能的影响。结果表明：在GSH作用下制备的Ni Co₂S₄材料呈现“蛋黄–蛋壳”结构；当电流密度为0.5 A/g时，比电容为1 552.7 F/g；在电流密度为10 A/g条件下可以保持61.3%的比电容；经过2 000次循环后，Ni Co₂S₄电极材料的比电容保持率可以维持在79.3%。分别以Ni Co₂S₄与活性炭为正负极组装一个混合型超级电容器，在功率密度为800 W/kg时可以提供33.9 W·h...     

CF/BCNNTs/PANI纳米阵列作为纤维状锌离子电容器正极的性能研究

柔性锌离子电容器(FZCs)具有高能量密度、低成本、高效安全以及高柔性等优点,在柔性可穿戴电子储能领域有很高的应用价值和发展前景。但现有的FZCs柔性电极难以兼备高能量密度和良好的力学稳定性,其中,缺少合适的柔性正极材料是限制其电化学性能提高的关键。本工作针对FZCs电容器正极材料存在的缺陷,以柔性碳纤维(CF)为基底材料,结合原位生长及电化学沉积方法,制备了具有三维纳米阵列结构的CF/硼碳氮纳米管/聚苯胺(CF/BCNNTs/PANI)柔性电极,并研究其作为FZCs正极的电化学性能。结果表明：在电流密度为0.5mA/cm²时,能够提供较高的比电容291mF/cm²、能量密度90.94μWh/cm²和功率密度375μW/cm²,且500次充放电循环后容量保持率为80.85%,具备优秀的循环稳定性。     

Ca-Alginate/MXene纤维状柔性电极材料的制备及其电化学性能研究

纤维状电极材料是柔性超级电容器和智能可穿戴储能器件的重要基础材料,然而其容量和强度是制约纤维状电极材料应用的关键问题。本论文以Mxene为储能电极的活性材料,利用海藻酸钠进行增韧改性,通过湿法纺丝技术经过Ca2+交联构筑了高比电容和优异柔性的Ca-Alginate/Mxene纤维状电极材料,并对其电化学性能进行了详细的研究。结果表明,该纤维状电极材料具有优异的比容量和柔性,在0. 5 A·g-1电流密度下,其比电容可以达到122. 3 F·g-1(1386 m A·cm-2)。     

水热组装合成石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合电极材料的研究

通过在氧化石墨烯表面原位聚合苯胺制备聚苯胺阵列/石墨烯复合物,再将一定量的石墨烯加入到复合物分散液中,经水热反应制备了石墨烯/聚苯胺/石墨烯复合材料。利用SEM和FT-IR对其形貌和结构进行了表征,讨论了投料比、水热温度及水热时间对材料电化学性能的影响。结果表明,质量比PGO∶GO(后加的)=15∶1,180℃下水热反应4h,所得样品用作超级电容器电极时,表现出优异的电化学性能,当电流密度为1A/g时,其比电容为553F/g;且在电流密度为20A/g,1000次恒电流充放电后,其比电容保持率高达94.2%。     

PANI/MoS_2复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法制备不同摩尔比的PANI/MoS_2纳米复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜等手段,对所制备的材料进行了结构和微观形貌的表征,结果表明:所制备的聚苯胺呈现棒状纳米纤维包覆在卷曲的纳米鳞片MoS_2片层上形成了PANI/MoS_2纳米复合材料。通过循环伏安法、恒流充放电等测试手段对材料的电化学性能进行了研究,结果表明:在不同电流密度下PANI∶MoS_2=1∶0.1的二元复合物比电容明显高于纯聚苯胺,在1 A/g时PANI∶MoS_2=1∶0.1的二元复合物的比电容值可达942.5 F/g,相比于同电流密度下的PANI的400.5 F/g的高出一倍。表明适量的MoS_2的掺入有助于提高PANI电极材料的电化学电容特性。     

棒状V3O7?H2O电极材料的制备及印刷超级电容器

以五氧化二钒（V2O5）为原料,利用溶剂热法一步制备一水合七氧化三钒（V3O7?H2O）纳米棒,以V3O7?H2O纳米棒为电极材料,探究丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,结合丝网印刷制备电极并组装超级电容器。采用SEM、EDS、XPS、FTIR等对样品的形貌与结构进行表征,结果表明已成功制备V3O7?H2O纳米棒。在电化学测试中,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g（电流密度为0.3 A/g）,经过5000次循环后比电容保持率85.9%,优于涂抹电极的比电容（246.0 F/g）和比电容保持率（68.0%）,这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。此外,组装的纽扣超级电容器同样表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g（0.5 A/g电流密度）和91.2%（5000次充放电循环）,且当功率密度为413.0 W/kg时,能量密度最高可达22.0 W?h/kg。本研究为后续印刷储能器件的研究提供了一条可供借鉴的思路。     

PANI/MnO_2电极的制备及其在超级电容器中的应用

以盐酸为掺杂剂,苯胺为单体,过硫酸钾为引发剂,用MnO_2作添加剂,以水溶液聚合法制备了导电聚苯胺/MnO_2复合电极材料。将所制备的材料制作成超级电容器用的电极片,通过对电极材料进行CV测试、阻抗测试及超级电容器充放电测试,探讨了MnO_2添加量对聚苯胺/MnO_2复合电极的电化学性能影响。结果表明,当苯胺用量为0.3 mol时,MnO_2添加量为1.5 g时所制备的聚苯胺/MnO_2复合电极材料具有最佳的电化学性能。基于该电极片的超级电容器比电容高达408 F·g~(-1)。     

普鲁士蓝镶嵌聚吡咯薄膜电极的制备及其电化学电容性质的研究

为提高聚吡咯电极材料电化学性能，研制出一种普鲁士蓝(PB)镶嵌聚吡咯(PPy)薄膜电化学电容器电极。采用化学沉淀法结合气相聚合(VPP)法将同步合成的PB引入PPy薄膜中，制备了自支撑聚吡咯/普鲁士蓝(PPy/PB)复合电极材料。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线粉末衍射技术等对复合材料的形貌及结构进行表征。在三电极体系和对称超级电容器中研究PPy/PB复合材料的电化学表现，研究结果表明，PPy/PB复合材料组装的超级电容器比电容高达447.6 F/g。不同电流密度下充放电性能研究表明，电流密度从1.0 A/g增大到10.0 A/g时，PPy/PB比容量保持率为70.8%,具有优异的倍率性能。通过4 000次恒流充放电后PPy/PB电容保持率为76.9%,高于纯PPy电极材料，显示出较好的电容性能。     

生物质基杂化水凝胶的制备及电化学性能

利用微波辅助水热法将黑液中的木质素与氧化石墨烯和生物基碳点进行自组装，制备出柔性杂化水凝胶(GO/HY/CD)。以GO/HY/CD₃为电极材料，在三电极体系中0.5 A/g的条件下获得了275 F/g的比电容。以GO/HY/CD₃电极和木质素水凝胶电解质组成的柔性固态超级电容器，在0.5 A/g电流密度下，比电容达到110 F/g。此外，使用复合电极的固态对称超级电容器器件表现出了良好的性能，为其在信号传感器和便携式储能设备中的应用提供了可能性。     

夹心型生物碳电极材料的制备及超级电容器性能

选择板栗壳为碳源(CC),炭化后用KOH活化,制得CC700-OH电极材料.通过SEM、TEM、XRD以及BET等对其形貌和性能进行了表征与测试,发现CC700-OH具有孔/片穿插的夹心结构.在电流密度为1 A/g时,比电容为540 F/g,在电流密度为10 A/g下,循环6000圈后比电容仍可保持初始值的98％.在二电极体系中,组装CC700-OH//CC700-OH对称电容器,该对称电容器在电流密度1 A/g的比电容为106 F/g,电势窗口宽0～1.6 V,首次库伦效率为0.52.功率密度为800 mW/g时,能量密度为37.3 mW·h/g;当功率密度增加至12000 mW/g时,能量密度仍可达23.0 mW·h/g.结果表明,用板栗壳作为碳源制备对称性超级电容器电极材料是可行的.     

一维有序聚苯胺纳米阵列在超级电容器中的研究进展

从聚苯胺（polyaniline, PANI）的结构特征和导电机理出发,详细叙述了一维有序PANI纳米阵列的优点及各种制备方法,指出了PANI纳米阵列作为超级电容器电极材料的优势。根据电极材料分类,重点综述了PANI阵列结构基与导电高分子材料、碳材料、金属氧化物复合作为超级电容器电极材料的应用情况;讨论了这些电极材料的结构特点、制备方法、提高电化学储能性的机理及上述研究中存在的问题;最后根据存在的问题,提出进一步优化PANI阵列结构基电极材料电化学性能的制备方法与策略,并对未来PANI阵列结构基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

CB/PANI/MnO_2复合材料的制备及电化学性能的研究

通过原位聚合法合成CB/PANI/MnO_2复合电极材料,对电极材料进行循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电等电化学性能测试;通过循环伏安法(CV)测试,得出高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料的电化学性能效果最好,在5 mV/s的扫描速度下其比容量可达到190 F/g;高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料在0.5 A/g的电流密度下,电极材料的质量比电容高达354 F/g。     

吸附电活性染料的活性炭电极电化学性能

采用商用活性炭（AC）吸附二元混合染料亚甲基蓝（MB）和胭脂红（AR18）,制备得到AC/(MB+AR18)电极材料。比较单一活性炭（AC）和吸附不同浓度的二元混合染料后的活性炭[AC/(MB+AR18)]的电化学性能。三电极体系的测试结果表明：在1mol/L H₂SO₄电解液中,当电流密度为1A/g时,吸附了浓度为400mg/L污染物的AC/(MB+AR18)比电容为182F/g,高于单一AC的比电容（109F/g）。随后选用性能最优的AC/(MB+AR18)-400作为电极材料,组装对称超级电容器器件,发现工作电压窗口从只用AC组装的对称超级电容器的1.1V提高到1.5V,电流密度为0.75A/g时,功率密度为843.84W/kg,能量密度可达32.23W·h/kg,远远高于AC组装的超级电容器(4.74W·h/kg),说明MB和AR18不仅为AC提供额外的法拉第电容,同时有助于提高其工作电压窗口。     

CB/PANI/MnO_2复合材料的制备及电化学性能的研究

通过原位聚合法合成CB/PANI/MnO_2复合电极材料,对电极材料进行循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电等电化学性能测试;通过循环伏安法(CV)测试,得出高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料的电化学性能效果最好,在5 mV/s的扫描速度下其比容量可达到190 F/g;高锰酸钾添加量为0.3 g时,CB/PANI/MnO_2复合电极材料在0.5 A/g的电流密度下,电极材料的质量比电容高达354 F/g。