【摘 要】
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聚苯胺(PANI)因比表面积大、理论电容高、成本低、环境稳定性好等优点在超级电容器广泛应用。然而,PANI电化学性能受限于较差的倍率性能和循环稳定性及结构形貌。针对于PANI较差的倍率性能和循环稳定性及结构形貌问题,通过查阅相关文献,主要围绕优化PANI制备工艺以及制备PANI复合材料展开研究,采用微乳液氧化聚合法制备PANI,原位氧化聚合以及电沉积法合成PANI/碳复合材料,电沉积法构建ACC/
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聚苯胺（PANI）因比表面积大、理论电容高、成本低、环境稳定性好等优点在超级电容器广泛应用。然而,PANI电化学性能受限于较差的倍率性能和循环稳定性及结构形貌。针对于PANI较差的倍率性能和循环稳定性及结构形貌问题,通过查阅相关文献,主要围绕优化PANI制备工艺以及制备PANI复合材料展开研究,采用微乳液氧化聚合法制备PANI,原位氧化聚合以及电沉积法合成PANI/碳复合材料,电沉积法构建ACC/MnO2/PANI复合材料,解决PANI形貌团聚以及电化学性能降低等问题。对所制备的样品进行表面形貌、物相结构、物理化学特性以及电化学性能等分析,获得了电容特性、倍率性能和循环稳定性较好的PANI及其复合材料。取得的主要结论如下:（1）以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）形成的胶束为软模板制备PANI材料,在聚合温度为10℃、聚合时间为12 h且n An:n CTAB=4:1时合成的PANI为管状形貌。PANI具有较大的比表面积和良好的电荷传输路径,电流密度为0.5 A·g-1时比电容可达426.9 F·g-1,1 A·g-1充放电2 000次后电容保持率为87.5%。（2）以活性碳纤维（ACF）为基体,反应条件为10℃、12 h且m An:m ACF=2:1,原位氧化聚合制备ACF/PANI复合材料;以活性碳纤维布（ACC）为基体,在An和H2SO4混合溶液中电沉积制备ACC/PANI复合材料。结果表明,ACF/PANI和ACC/PANI均呈包覆结构。归因于碳材料良好的导电性和稳定性以及PANI层均匀多孔结构,电流密度为0.1 A·g-1时ACF/PANI和ACC/PANI比电容分别可达525 F·g-1和477.8F·g-1,1 A·g-1充放电2 000次后电容保持率为85.69%和83.9%,而ACC/PANI制备过程更简单,可直接做柔性电极,具有较好的倍率性能。（3）以ACC/MnO2为基体,在An和H2SO4混合溶液中电沉积制备ACC/MnO2/PANI复合材料。结果表明,ACC/MnO2/PANI为同轴包覆结构,电流密度为0.1 A·g-1时ACC/MnO2/PANI比电容高达728.7 F·g-1,归因于MnO2有较大的比表面积以及MnO2与PANI的协同效应和较强的电荷传输能力,1 A·g-1循环2 000次后电容保持率为87%。（4）以Na2SO4为电解质溶液,ACC/MnO2/PANI为正负极,组装了对称的超级电容器。单个ACC/MnO2/PANI//ACC/MnO2/PANI超级电容器在0.1 A·g-1时比电容为281.3 F·g-1,将其3个串联充电后可点亮1.8 V的LED灯。
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