聚1,4-二氨基蒽醌/多壁碳纳米管复合物的制备及其电化学性质研究

以多壁碳纳米管为基板,运用简单磁力搅拌方法,通过π-π堆积作用,使1,4-二氨基蒽醌负载于多壁碳纳米管材料上,获得了聚氨基蒽醌/多壁碳纳米管复合物（PDAAQ/MWCNTs）。采用傅立叶红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）、循环伏安（CV）和恒流充放电（GCD）等方法对PDAAQ/MWCNTs的结构和性能进行表征。结果发现3~4 nm厚的聚氨基蒽醌层原位生长在多壁碳纳米管上,这种独特的结构极大地增加了复合物的比表面积和聚氨基蒽醌的利用率。分散性能好的PDAAQ/MWCNTs复合物具有高的赝容性能。

聚1-氨基蒽醌在二次锂电池正极材料中的应用

采用化学方法合成聚1-氨基蒽醌并用于二次锂电池正极材料,通过红外光谱、扫描电镜、粒度测试、循环伏安以及充放电测试等方法对材料的官能团结构、微观形貌、颗粒大小以及电化学性能等进行了研究与分析.实验表明,与金属锂组成二次锂电池后,聚1-氨基蒽醌达到了218.3mAh·g-1的首次放电容量,经过25次循环后仍可保持较高的充放电效率.由于材料具有较高的能量密度且不含对环境有污染的元素S,因此是二次锂电池非常有希望的正极材料.

超级电容器氨基蒽醌电极材料的研究

用电化学方法合成聚1,5-二氨基蒽醌导电聚合物材料,再添加一定比例的氯化铜得到新型聚合物,在4 mol/L的硫酸溶液中测试了聚合物的电容性能并研究了聚合物膜的导电性及形貌结构。结果表明:添加铜离子后,聚合电流响应变大,即促进了聚合物的合成,聚合物的排布和空间结构发生改变,还有一部分生成含铜络合物,材料表面孔隙率和比表面积增大,电导率提高,同时拥有大的比电容和循环性能。

匹配多孔碳负载π共轭聚合物正负电极材料构建有机非对称超级电容器

能量密度是制约超级电容器实际应用的关键因素,通过正负电极材料的比电容匹配,构建有机非对称超级电容器是提高能量密度的有效途径。本工作以活化分级孔碳（aHPC）作载体,以β-萘磺酸为软模板和掺杂酸,借助化学氧化聚合方法,分别制备出活化分级孔碳负载聚苯胺（aHPC@PANI）及活化分级孔碳负载聚1,5-二氨基蒽醌（aHPC@PDAA）纳米复合材料。结果显示,两种复合材料均呈现疏松多孔的结构,且聚合物以纳米尺度均匀沉积在活化多孔碳孔壁内外,这对提高活性物质利用率及其倍率性能十分有利。在1 A/g电流密度下,aHPC@PANI正极材料与aHPC@PDAA负极材料的比容量分别达256.7 F/g（–0.6~0.8 V）及253 F/g（–2~–0.6V）。所组装的aHPC@PANI//Et 4NBF4-AN//aHPC@PDAA有机非对称超级电容器呈现宽的电位窗口（2.8 V）,高的能量密度（65 W·h/kg,1.38 kW/kg,基于aHPC@PANI和a HPC@PDAA总质量）及优异的循环稳定性（循环5000次后其容量保持率高达90.2%）。

石墨烯负载新型π-共轭聚合物纳米复合电极材料的合成及其超级电容特性

采用γ射线辐照还原技术获得易分散石墨烯(GNS),并以其为载体,以樟脑磺酸为掺杂剂和软模板,借助化学氧化聚合方法制备出分级孔结构的石墨烯负载聚(1,5-二氨基蒽醌)(GNS@PDAA)纳米复合材料。运用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、能谱仪(EDS)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和电化学测试等手段研究了不同GNS/DAA质量比对GNS@PDAA复合材料的形貌、结构及超级电容特性的影响。研究表明,当DAA/GNS质量比为6/1时,借助π-π堆叠和网络限域作用,PDAA以20-40 nm纳米颗粒的形式牢固沉积于石墨烯表面,材料内部存在大量10-30 nm尺寸的介孔。该GNS@PDAA复合材料在0.5 A?g^(-1)时呈现最高的比电容(398.7 F?g^(-1)),优异的倍率特性(在50 A?g^(-1)下比电容保持率为71%)和非常好的循环性能(20000次循环后比电容损失仅为8.3%)。进而证实了GNS@PDAA复合材料所组装的超级电容器具有优异的串并联特性。