高氯酸掺杂聚苯胺复合阴极的制备及性能研究

目的为提高聚苯胺海水电池正极的导电性和放电性能,研究各种制备工艺条件对电极性能的影响。方法采用电化学的方法,以石墨纸为载体,在高氯酸体系中制备聚苯胺(PANI)/二氧化锰(MnO_(2))/氧化石墨烯(GO)复合电极,研究复合电极制备的最优条件。采用X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电镜表征复合电极,采用交流阻抗法、循环伏安法和极化曲线研究电极的电化学性能。结果石墨纸在室温下经30 mA/cm^(2)的电流密度氧化60 min后,在磺基水杨酸(SSA)质量浓度为15 g/L,硫酸锰浓度为0.2 mol/L的苯胺-高氯酸溶液里以电流密度18 mA/cm^(2)聚合20 min,可制备出较优的PMGO复合电极,它与镁合金组成海水电池,以200 mA/g恒流放电至1 V,其比能量可达600 W·h/kg。PMGO复合电极的表面微观形貌是由纳米线组成的三维立体网状结构,聚苯胺与二氧化锰成功复合到氧化石墨烯表面。结论高氯酸体系掺杂的聚苯胺导电性增强,氧化使石墨纸表面形成大量的氧化石墨烯,为苯胺聚合、复合提供大量活性点,复合后电极比表面积增大,与电解液充分接触,使电极活性物质利用率提高,并降低了电极的极化,电化学性能也远优于AgCl电极。