聚苯胺/碳球复合材料的制备及其电化学性能研究

刘建军

摘 要：利用水热法以葡萄糖为原料制备碳纳米球。在氮气保护下对所得前驱体进行煅烧获得具有良好结晶性的碳球，再在其表面负载一层聚苯胺纤维形成聚苯胺/碳球复合材料。利用透射电镜、扫描电镜、红外光谱等表征手段对所得产物结构进行表征。并对复合材料的电化学性质进行研究，结果表明相对于单纯的碳球或者聚苯胺材料，复合材料的电容性能体现出一定的优势，并且复合材料的性能随着煅烧温度的升高而增强。

关键词：聚苯胺；碳球；复合材料；超级电容器

0 引言

碳材料由于其自身具有的高比表面积、高导电性及良好的稳定性，可用作超级电容器电极材料[1-3]。但碳材料的比电容受自身比表面积影响较大，进而影响材料的能量密度[4]。因此，研究者们把精力主要集中于提高碳材料的比表面积上[5-8]，此外也可以采用与赝电容材料复合的方法来提高材料的比电容，例如在材料的表面引入活性官能团[9，10]、引入过渡金属氧化物[11]、导电高分子材料等[12，13]。RuO2、NiO、MnO2等金属氧化物是较常见的赝电容物质，它们通过在材料表面的快速的氧化还原反应来储存电子，通常比电容较高。但是金属氧化物材料也有自身的缺点，导电性差、价格高且循环稳定性较差等[11-15]。

最近，聚苯胺等导电高分子由于具有良好的稳定性，高活性及特殊的掺杂/去掺杂特性而在超级电容器方面广受关注。但聚苯胺的稳定性较差，于是如何提高聚苯胺的稳定性成为工作的重点。……