有机电化学合成 聚苯胺

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30min 混合纳米粒 和纳米棒
20mv/s 直径变小
50min 纳米棒
30mv/s 直径更小, 且更密集
70min 纳米棒 变粗
比电容
变成中间 氧化态
由中间 氧化态 完全变 成氧化 态
能量密度=ETI/M
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总结: 1.低成本;2.高电化学性能; 条件: 苯胺:0.2mol/l 硫酸:0.5mol/l 反应时间:50min 扫描速度:20mv/s 交叉网状结构的纳米棒基
苯胺溶液的浓度对聚苯胺模的影响 扫描速率对聚苯胺模的影响 反应时间对聚苯胺模的影响 聚苯胺模的电化学特性
总结
四环苯醌变体模型和极化子晶格模型进行解释
苯胺0.1mol/l 长130nm 直径1~2nm
苯胺 0.3mol/l 纳米粒
苯胺0.2mol/l
苯胺0.4mol/l 纳米粒更大
10mv/s 200nm的纳米棒 大直径, 松散的
电化学电容器的电极材料
碳基材料:是目前工业化最成功的超级电容器电极材料, 近来的研究主要集中在提高材料的比表面积和控制材料的 孔径及孔径分布。目前的碳基材料主要有:活性炭粉、活 性炭纤维、碳气凝胶、碳纳米管、纳米碳纤维等。碳基材 料性能稳定,价格便宜,但电极内阻较大,不适合在大电流 下工作。 金属氧化物:具有较碳孔材料更大的电容。主要集中在二 氧化钌(RuO2)的研究上,其电导率比碳基材料大两个数量 级,且在硫酸溶液中稳定,比电容高达768 F/g ,是目前较 理想的金属氧化物电极材料,但其昂贵的价格限制了它的 广泛应用。 聚合材料:具有较碳材料更高的电容,且价格较RuO2便宜, 因此他们具有很大的潜在研究价值。
聚苯胺简介
聚苯胺(Polyaniline)一种重要的导电聚合物。聚苯胺的主链上 含有交替的苯环和氮原子,是一种特殊的导电聚合物。 聚苯胺随氧化程度的不同呈现出不同的颜色。完全还原的聚苯 胺(Leucoemeraldine碱)不导电,为白色,主链中各重复单元 间不共轭;经氧化掺杂,得到Emeraldine碱,蓝色,不导电; 再经酸掺杂,得到Emeraldine盐,绿色,导电;如果 Emeraldine碱完全氧化,则得到Pernigraniline碱,不能导电。
制备
材料准备: 苯胺分析纯,在用之前保存在5摄氏度、暗室中,并用 重蒸馏提纯。硫酸分析纯。铂片(1x1cm)用丙酮或蒸馏 水洗涤。所有溶液都用蒸馏水配置。 实验: 一个电解池,两个铂电极WE,饱和甘汞电极RE,辅 助电极CE。电解质溶液,0.5mol/LH2SO4,不同浓度的苯 胺溶液。电化学工作站。电位范围-0.2~0.8v。详情见表一。 制成的聚苯胺膜用蒸馏水洗净后,于60摄氏度的真空恒温 箱中干燥24小时。 聚苯胺电化学特性: 通过傅氏转换红外线光谱分析仪FTIR和扫描电镜去探 索所制成的聚苯胺膜的样品的结果和形态。 电化学测量:循环伏安法、恒电流充放电、电化学阻抗法。
电化学电容器的聚苯胺材料的 电极的电化学合成及性能
电化学电容器
电化学电容器的单元由一对电极,隔膜和 电解质组成,两电极之间为电子阻塞离子 导通的隔膜,隔膜及电极均浸有电解质。 电能存储机理有两种:一种是将电荷存储 在电极/电解质溶液界面处电双层中,典型 的发高比表面各碳为电极材料;另一种是 利用发生在电极表面的二维或准二维法拉 第反应存储电荷,典型代表是RuO2。
谢~谢!
y 值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,不同的y值对应于不同的 结构、组分、颜色及电导率。完全还原型(y = 1) 和完全氧化 型(y = 0) 都为绝缘体。在0< y < 1 的任一状态都能通过质 子酸掺杂,从绝缘体变为导体,且当y = 0. 5 时,其电导率为最 大。y 值大小受聚合时氧化剂种类、浓度等条件影响
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