导　　师： 夏正斌

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 超级电容器作为一种绿色环保的电化学储能器件,兼具电池高能量密度和传统电容器大功率密度的优点,同时还具有工作温度范围广和循环寿命长等突出优势,因而成为化学电源领域的研究热点。一维高度有序的二氧化钛纳米管(Ti02NTs)比表面积大、机械稳定性和化学稳定性好、绿色环保且价格低廉,是极具潜力的超级电容器电极材料。然而,Ti02NTs的导电性较差以及比电容较小这两个问题限制了其在超级电容器领域的广泛应用。因此,通过对Ti02NTs进行适当的改性以提高其导电性和比电容具有极为重要的意义。本文首先采用两步阳极氧化法在有机体系中制备了 Ti02NTs,而后采用化学还原法对Ti02NTs进行自掺杂改性,制备自掺杂二氧化钛纳米管(MR-TiO2NTs)。在此基础上,通过电聚合法在MR-TiO2NTs上沉积聚苯胺(PANI),制备二元复合电极材料聚苯胺-自掺杂二氧化钛纳米管(PANI/MR-TiO2NTs)。本文还通过电化学还原法在PANI与MR-TiO2NTs之间引入重氮盐(DZ)作为连接剂,制备聚苯胺/重氮盐/自掺杂二氧化钛纳米管(PANI/DZ/MR-TiO2NTs)电极材料。本文的主要研究内容如下:(1)采用两步阳极氧化法与微波辅助NaBH4化学还原法相结合的技术制备了MR-TiO2NTs并比较了其与原始Ti02NTs的表面形貌及比电容等电化学性能。结果表明,温和的化学还原过程没有破坏纳米管的结构,MR-TiO2NTs结构中的部分Ti4+被还原成Ti3+,在晶格中产生了氧空穴。与Ti02NTs相比较,MR-TiO2NTs具有更高的比电容和导电性,电子传输能力更强。(2)采用化学还原与电聚合相结合的技术制备了二元复合电极材料PANI/MR-TiO2NTs。与 MR-TiO2NTs 和 PANI/TiO2NTs 相比,PANI/MR-TiO2NTs 的导电性和比电容都有了很大的提高,这得益于纳米管中的氧空穴和聚苯胺的赝电容特性。PANI/MR-TiO2NTs在0.6A/g的电流密度下,比电容为947.1 F/g,电压降仅为5.8 mV,表现出较高的比电容

关 键 词： 二氧化钛纳米管 聚苯胺 硝基苯重氮四氟硼酸盐 超级电容器

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