超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156

纳米NiO/CNTs和Co_3O_4/CNTs对AP及HTPB/AP推进剂热分解的影响

以碳纳米管(CNTs)为载体,采用化学沉淀法制备了纳米N iO/CNTs、Co3O4/CNTs复合粒子,应用TEM、SEM、XRD、EDS、BET等方法对产物形貌、结构进行了表征,并用DSC研究了纳米N iO、Co3O4、CNTs等单一粒子及纳米N iO/CNTs、Co3O4/CNTs复合粒子对AP及HTPB/AP推进剂热分解的催化作用。结果表明,纳米N iO/CNTs、Co3O4/CNTs复合粒子结晶好、包覆均匀、比表面积大。纳米N iO、Co3O4、CNTs等单一粒子和纳米N iO/CNTs、Co3O4/CNTs复合粒子均能使AP及HTPB/AP推进剂热分解的高温分解峰温降低、表观分解热增加,表现出良好的催化性能。相比而言,纳米复合粒子的催化性能均优于其相应单一组分,表现出良好的正协同作用。复合粒子中以Co3O4/CNTs复合粒子的催化效果最为显著,使AP和HTPB推进剂的高温分解峰温降低了153.06℃和60.0℃,使总表观分解热分别增加了1 163 J/g和920 J/g。

二氧化锰氧化制备超级电容器用PANI-CNTs纳米复合材料

以二氧化锰(MnO2)作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺-碳纳米管(PANI-CNTs,简称为M-PC)纳米复合材料,并采用SEM、XRD对PANI-CNTs复合材料的结构与性能进行了表征。用恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能。恒电流充放电实验结果表明,在电流密度5mA.cm-2下单电极比容量达355F.g-1,1000次循环后比容量仍有189F.g-1。M-PC较以过硫酸铵(APS)为氧化剂制备的PANI-CNTs(简称为N-PC)具有更好的循环性能和更高的比容量。

MWCNTs/nano-CeO_2/PANI修饰的H_2O_2传感器

采用循环伏安和滴涂的方法在玻碳电极上制备出一种均匀且具有高电活性聚苯胺（PANI）/多壁碳纳米管（MWCNTs）/纳米氧化铈（nano-CeO2）复合膜.从膜的厚度、pH值、碳纳米管（CNTs）与nano-CeO2的质量比等方面系统地研究了复合膜探测H2O2浓度的各影响因素.结果表明：循环伏安聚合25圈的聚苯胺分散和固定CNTs,nano-CeO2,以及辣根H2O2酶的能力较好,且以CNTs与nano-CeO2的质量比为15∶1的复合膜在pH =6.4的缓冲溶液中具有较高的电活性.该复合膜修饰的电极对H2O2具有良好的响应电流,较快的响应时间（＜5 s）,较宽的检测范围为5.0 ×10-6～3.95 ×10-4mol/L,较低的检出极限7.6×10-7mol/L（S/N =3 dB）.

PANI-CNTs复合材料的制备及其在对称型全固态超级电容器中的应用

超级电容器寿命长、安全性高,并可以实现快速充放电,是化学电源研究的热点之一。文章通过简单的化学原位聚合法将聚苯胺(polyaniline,PANI)与碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)进行复合,得到聚苯胺纳米管(PANI-CNTs)复合材料。利用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)对其形貌和结构进行表征。循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线、恒电流充放电(galvanostatic charge-discharge,GCD)曲线和循环寿命测试结果表明,纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1 A/g时,比电容高达690 F/g,3000次循环后仍保持初始电容80%,在组装成柔性器件后,保留了优异的电化学性能,并展现出卓越的柔性机械性能。

联合法制备CNTs/PANI纳米复合材料

通过化学氧化法先在碳纳米管表面接枝上苯胺单体,并以此为晶种,然后在不锈钢电极表面的硫酸溶液中采用循环伏安法电化学沉积聚合制得碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)纳米复合材料。扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱表征所得材料的微观结构和基团,循环伏安、恒流充放电和循环寿命测试用于考察所得CNTs/PANI纳米复合材料的电化学性能。所得结果与在相同实验条件下用一般的电化学法制备的CNTs/PANI复合材料进行了比较分析。研究结果表明:通过有机化学/电化学联合法所制备的CNTs/PANI纳米复合材料具有比电化学法所制备的CNTs/PANI复合材料(327 F/g)更高的比容量,达到366 F/g,而且具有良好的稳定性(循环充放电测试300次,比容量衰减小于6%)。

CNT/PANI电极吸附去除水中Cu^(2+)的研究

通过原位化学聚合法制备CNT/PANI复合材料,采用电镜扫描(SEM)、傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线光电子能谱技术(XPS)和循环伏安法(CV)对复合材料的物理化学特性进行表征和测试.结果表明,复合材料比表面积和孔隙率减少,但比电容增加.CNT/PANI复合材料电极对铜离子的去除效果是CNT电极的4.24倍,吸附量随着电压、铜离子初始浓度和p H的增加而增加,电吸附过程符合准一级动力学.

电沉积电流密度对NiO/CNT复合电极的影响

采用电化学沉积法,以碳纳米管(CNT)为基体沉积Ni(OH)2,热处理制备NiO/CNT复合电极。采用XRD、SEM、TEM、循环伏安和恒流充放电,研究了电沉积电流密度对复合电极的影响。沉积电量为9 C时,随着电流密度的增加,NiO易沉积在电极表面,形成块体并阻塞离子通道,使复合电极的比电容下降。以1 mA/cm2制备的复合电极,以0.4 A/g、20.0 A/g充放电时,比电容分别为1686 F/g和926 F/g。

CNT环绕生长NiO纳米片材料的制备和锂离子电池性能研究

通过化学浴沉积技术在碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)表面均匀环绕生长氧化镍(Nickel oxide,NiO)纳米片,采用X射线衍射仪和场发射扫描电镜测试方法观察其晶体结构和微观形貌,测试表明:CNT作为核心骨架,NiO纳米片在CNT表面均匀地立体生长。通过循环伏安与恒流充放电测试发现:NiO/CNT复合材料作为锂离子电池负极材料的比容量和循环性能有明显改善,在100 mA/g电流密度下NiO/CNT首次放电比容量1990mAh/g,比纯NiO的1560mAh/g提高了27.6%,循环30次后比容量仍保持在1500mAh/g,而NiO衰减到285mAh/g。其比容量和循环性能的改善,是由于CNT提高了复合材料整体的导电性能,NiO纳米片环绕生长在CNT表面上,促进活性材料与电解液的有效接触,增强NiO的电化学活性。

有机化学合成法制备的CNT/PANI空心球复合材料

将碳纳米管(CNT)功能化后,包覆在模板Fe3O4表面,将接枝在CNT表面的苯胺单体聚合成聚苯胺(PANI),通过有机化学合成法制备了CNT/PANI复合材料。SEM、FT-IR分析结果表明,制备的复合材料厚度达0.2～0.5μm,依靠基团的聚合而成,为空心球结构。循环伏安、恒流充放电测试结果表明,在有机电解液中以0.1C循环,制备的复合材料的比电容可达185 F/g,高于同样条件下制备的纯PANI(65 F/g),且循环稳定性良好,循环200次的电容衰减率为5%。

直形碳纳米管、分叉碳纳米管负载纳米NiO及其对高氯酸铵热分解的影响

采用射流进样催化裂解法制备了直形碳纳米管(CNTs)、分叉碳纳米管,分别以二者为载体,用化学沉积法制备了负载纳米NiO的复合粒子,并研究了纳米NiO和CNTs的单一纳米粒子、简单混合物、复合物对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能,对催化效果的差异作了初步探讨.结果表明:NiO/直形CNTs和NiO/分叉CNTs复合粒子比表面积大,表面负载层的纳米NiO结晶好、粒子均匀、粒径小、分散性好.复合粒子对AP热分解的催化效果比单一纳米粒子和简单混合物好,其中NiO/分叉CNTs复合粒子催化效果最好,使AP高温分解峰温降低了94.6℃,使表观分解热增加了819J/g.CNTs的载体支撑作用,可防止NiO纳米粒子的团聚,增大比表面积,增加反应活性中心,增加催化效果,载体分叉CNTs的枝杈形结构,有利于纳米NiO/分叉CNTs复合粒子催化性能的提高.

NiO/碳纳米管复合材料的制备与电化学性能

通过化学共沉淀法制备了不同比例的NiO/多壁碳纳米管(MWCNTS)复合材料,用X射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)技术分析了该复合材料的物相结构及微观形貌,在复合材料中,检测到的NiO衍射峰与JCPDS标准卡片(No.02-1216)相符,而且NiO纳米粒子和多壁碳纳米管进行了较均匀地复合,并对其电化学性能进行了测试,结果表明:当复合材料中NiO含量为55%时,该复合材料作为电极,经30次循环后,放电容量仍能维持在820mAh/g以上,远高于纯化后的多壁碳纳米管或纯NiO单独作为电极的放电容量,而且表现出良好的循环性能。

PANI/CNTs复合材料的合成及其超级电容器性能研究

采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)均匀包覆在碳纳米管(CNTs)表面,得到PANI/CNTs复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)对材料的微观形貌及成分进行表征.将得到的复合材料组装成电化学超级电容器电极,进行电化学循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试.结果表明复合材料的比容量可以达到305.3F·g-1,远高于CNTs(31F·g-1)的比容量.

CNTs/PANI复合水凝胶电极材料的制备及电化学性能研究

以植酸为掺杂酸和凝胶剂,过硫酸铵为引发剂,采用原位聚合法制备了CNTs/PANI复合水凝胶电极材料。通过红外光谱、扫描电镜对制备材料的结构和微观形貌进行了表征。通过循环伏安法、交流阻抗谱、恒电流充放电等电化学手段对材料的电化学性能进行了表征。结果表明:碳纳米管的引入极大地提高了复合水凝胶的比电容值;适当增加植酸用量,有利于提高复合水凝胶的电荷储存能力。

脉冲电沉积法制备PANI/CNTs复合材料及其超电容性能

采用脉冲电沉积法,于苯胺、浓硫酸和碳纳米管(CNTs)的混合溶液中,制备得到PANI(聚苯胺)/CNTs复合物,并对所制PANI/CNTs复合材料的微观形貌、结构以及电化学性能进行了研究。结果表明,CNTs的加入增大了PANI/CNTs复合物的比表面积,提高了其导电性。PANI/CNTs复合物用作超级电容器电极材料时,其比容量可达420.7 F/g,经500次循环后衰减幅度为8.9%,表现出优良的电化学性能。

有机化学接枝-电化学沉积聚合制备CNTs/PANI纳米复合材料

通过有机化学合成法先在碳纳米管表面接枝上苯胺单体,然后在不锈钢电极表面在硫酸溶液中采用循环伏安法电化学沉积聚合制得碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)纳米复合材料.扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱表征所得材料的微观结构和基团,循环伏安和恒流充放电测试用于考察所得CNTs/PANI纳米复合材料的电化学性能.所得结果与在相同实验条件下用一般的电化学法制备的聚苯胺(PANI)及CNTs/PANI复合材料进行了比较分析.研究结果表明,通过有机化学接枝-电化学沉积聚合联合法所制备的CNTs/PANI纳米复合材料具有较好的多孔结构,其颗粒直径在150～250 nm之间.且具有比一般电化学法所制备的PANI(205 F.g-1)和CNTs/PANI复合材料(327 F.g-1)更高的比容量,达到366 F.g-1(充放电电流密度为22 A.m-2),而且具有良好的稳定性(循环充放电测试200次,比容量衰减小于5%).

纳米NiO/CNTs制备及其对镁合金组织性能的影响

以硫酸镍、氨水和CNTs为原料,采用直接沉淀法在CNTs沉积NiO,经450℃热分解得到NiO/CNTs材料,对所得试样进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)表征,并将其加入到镁合金中。结果表明,采用直接沉淀法制备的纳米NiO可以很好地附着在CNTs上。当NiO含量为33%时,NiO可以均匀地包覆CNTs,NiO颗粒尺寸平均为20nm,并且没有发生团聚,分散效果良好。与直接加入CNTs相比,包覆NiO的CNTs更容易加入镁合金基体中,使得晶粒更细小,硬度也相应更高。

有机化学合成法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料

通过有机化学合成法使苯胺单体接枝到碳纳米管表面,然后再经化学原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料.用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料的成分和形貌进行表征.用循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试手段来表征复合材料的电化学性能.研究结果表明,所制备的复合材料比容量可达到152F/g(有机电解液),显著高于同样条件下的纯聚苯胺、纯碳纳米管及由原位化学聚合法所制备碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学容量(65、25、80F/g),显示出良好的应用前景.

纳米管状聚苯胺织物涂层与导电及微波屏蔽性能

利用所合成的纳米管状聚苯胺,采用MinitabDOE多因子优化分析实验方法,通过选择纳米管状聚苯胺与普通盐酸掺杂聚苯胺混配比、碳纳米管掺杂剂用量、有机粘合剂用量、织物涂层用量4个因数对涂层织物的表面比电阻进行优化实验,确定了合理的织物涂层整理剂配方。利用对整理剂用量的单因数工艺实验,对涂层织物的表面比电阻和微波屏蔽性能进行了分析,优化涂层织物的最低表面比电阻使之达到16Ω,整理后织物的导电性大大提高。利用波导管法测试整理后织物的微波段电磁屏蔽效能,SE值为48dB。该整理技术对开发抗电磁波、导电、抗静电、电热纺织服装产品具有重要的实际意义。

合成扫速对聚苯胺/碳纳米管材料电容量性能的影响

采用循环伏安法在不锈钢上电化学制备碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)复合材料,并研究了不同扫速下(10、20、50、100、200mV/s)碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学性能。研究结果表明,复合材料中由于CNTs自身的大比表面积和强的导电率改善了复合物微观结构和导电性能,并且使聚苯胺更易电沉积到CNTs的表面形成核-壳结构,从而增加聚苯胺与电解液的接触机会。并且在扫速为20mV/s时生成的聚苯胺/碳纳米管膜具有导电率高,比容量大的电容性能,在22A/m2的电流密度下充放电测试,测其单电极比容量高达397F/g,远高于纯聚苯胺的比容量205F/g。