聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶纳米复合材料的制备表征及其在超级电容器中的应用

李亚捷 倪星元 沈军 刘冬 刘念平 周小卫

引用本文: 李亚捷, 倪星元, 沈军, 刘冬, 刘念平, 周小卫. 聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶纳米复合材料的制备表征及其在超级电容器中的应用[J]. 物理化学学报, 2016, 32(2): 493-502. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511131 shu
Citation:  LI Ya-Jie, NI Xing-Yuan, SHEN Jun, LIU Dong, LIU Nian-Ping, ZHOU Xiao-Wei. Preparation and Performance of Polypyrrole/Nitric Acid Activated Carbon Aerogel Nanocomposite Materials for Supercapacitors[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(2): 493-502. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511131 shu

聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶纳米复合材料的制备表征及其在超级电容器中的应用

    通讯作者: 倪星元
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51072137,50802064,11074189) (51072137,50802064,11074189)

    国家科技支撑计划重点项目(2009BAC62B02) (2009BAC62B02)

    上海科学技术委员会项目(11nm0501600)资助 (11nm0501600)

摘要: 通过化学氧化聚合法制备出不同比例的聚吡咯(PPY)/硝酸活化碳气凝胶(HCA)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料的成分和形貌,结果表明,通过硝酸活化及与聚吡咯的复合,并未破坏碳气凝胶的多孔形貌,硝酸活化碳气凝胶及聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶都仍然保持着原碳气凝胶的三维纳米多孔结构。采用对照实验的方法,设计并合成五组不同配比的复合材料,聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶的质量比例分别为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3,通过循环伏安法,恒流充放电,交流阻抗及循环性测试等考察材料的电化学性能。结果证明,当聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶比例为1:1时,复合材料显示出最优电化学性能:比电容高达336 F·g-1,是纯碳气凝胶(103 F·g-1)的三倍有余,除此还显示出卓越的导电性与循环稳定性,2000 次循环后仍保持初始电容的91%,具备优良的超级电容器电极材料性能。因此聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶复合纳米材料是超级电容器的理想电极材料。

English

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  • 收稿日期:  2015-06-25
  • 网络出版日期:  2015-11-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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