可调3D纳米结构导电聚合物水凝胶在储能方面的应用

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:helen527
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三维(3D)纳米结构导电聚合物水凝胶是一类高性能电化学储能材料的代表。本文中,我们运用分子自组装方法,调控了具有形貌可控的一维聚吡咯(PPy)纳米纤维结构,通过共轭掺杂分子台盼蓝(TB)的“交联”作用优化了可控形态的3D网络。首先,在酸性的过硫酸铵(APS)水溶液中TB分子中氨基被质子化,质子化的TB分子之间以离子键合,游离出的磺酸根离子与PPy链通过静电和氢键相互作用,组成一定的空间结构,自分选机制起到对齐PPy链形成1D纳米纤维结构。同时,TB作为凝胶剂,进一步将PPy自组装成纳米结构水凝胶。制备出的导电水凝胶具有形貌可调控性以及优异的电化学性能。电容测试结果发现目标产物具有很大的比电容,PPy纳米结构水凝胶有希望成为下一代最具潜力储能材料。一、介绍了纳米结构导电聚合物、纳米结构导电水凝胶的制备方法以及导电水凝胶的应用;纳米结构导电聚合物主要包括0D纳米颗粒、1D纳米纤维、2D纳米片和3D纳米结构水凝胶;制备导电水凝胶主要包括以原位聚合法和直接聚合法制备的物理型复合水凝胶,以及借助分子间作用力交联方法制备的导电聚合物水凝胶;导电聚合物水凝胶在储能装置、能量转化、传感器、响应凝胶等方面的应用。二、以台盼蓝作为交联剂和掺杂剂,制备出具有一维纳米结构的导电水凝胶。利用傅里叶红外光谱、X射线晶体衍射、冷场扫描电镜以及电化学工作站分别表征了导电水凝胶的化学结构、结晶度、结构形貌以及电化学性能等。不同TB浓度掺杂PPy水凝胶时,PPy水凝胶表现出可控的形态和电化学性质。同时,在1 A/g的电流密度下TB掺杂的PPy水凝胶的电容高达649 F/g,展现了其在储能方面的巨大应用潜力。三、研究了不同的掺杂剂对PPy水凝胶的调控效应以及台盼蓝对聚苯胺水凝胶体系的影响。以直接蓝2和直接紫1两种掺杂剂作为对比,研究了这两种掺杂剂对PPy水凝胶影响,结果发现他们均不能形成一维纳米纤维,其电化学性能明显差于台盼蓝掺杂的PPy水凝胶。台盼蓝掺杂的聚苯胺水凝胶表现出与PPy水凝胶相同的形貌可调性,但电化学性能却低于PPy水凝胶,进一步证明了PPy-TB水凝胶的应用潜力。
其他文献
聚乳酸(PLA)是一种非常理想的绿色环境友好型高分子材料,具有诸多优点,如可再生性、有竞争性、透明性好、较高的拉伸强度、弯曲强度和模量,可代替传统石油基商品聚合物,在很
大多数使用非法药物的人第一次接触毒品都是在青春期,当然冰毒(甲基苯丙胺)也不例外。为此,对于冰毒影响的研究应该突出青春期这一特殊时期。目前绝大多数冰毒暴露的研究文献
CO2的逐年增长已成为国际社会高度关注的气候问题。传统的地基观测方式,虽然易获取且可信度高,但难以提供宏观的CO2浓度监测数据,空基观测也具有类似的问题,且难以维持大量持
了解不同细胞或同类细胞在不同发育阶段、不同生理状态下的基因表达状况,可以为研究生命活动过程提供重要信息.以差别筛选,扣除杂交等基本方法为出发点,研究基因表达差异的方
一、背景欧亚国际物流中心地处准格尔盆地南缘的西部,项目选址位于奎屯—独山子石化工业园区规划的仓储物流区,与连霍高速公路、省道S115及兰新铁路西线奎屯火车站相连,紧邻2
通过对卷染机机械和控制部分的分析,提出应用电动机变频调速取代传统的机械差动调速,采用双电机取代离合器,采用单片机对卷染机进行检测,控制,减少了电路元件,提出实现生产自动化的
陶瓷是一种文化载体,是中国文化的典型代表之一。关于陶瓷文化的提法一直存在多种观点。本文分别从陶瓷和文化两个方面,对陶瓷文化的概念、陶瓷文化的特征作出初步的探讨。
艺术设计的价值理念是工业化时代以来的设计理念及其行为结果的理性思考与反思。在对人、设计、自然关系的辩证理解为底蕴,所构建的符合自然社会的真与符合人类生命的美为目
中国花鸟画在形成过程中受到外来文化因素影响,以后逐渐摆脱了装饰性,描绘花卉的样式由全株式变为折枝式,构图形式由对称式为主变为不对称式等多种样式,成为中国绘画中特色鲜
紫苏籽是一味药食两用的传统中药材,具有解热镇痛,抑菌消炎等功效。紫苏籽富含α-亚麻酸,而α-亚麻酸有助于维持免疫细胞正常的结构与功能,并能抑制炎症因子的产生;紫苏醛既