聚苯胺_SnO2_氧化石墨烯复合物的制备及电容性质VIP免费

2013年5月第37卷第3期安徽大学学报(自然科学版)JournalofAnhuiUniversity(NaturalScienceEdition)Mav2013Vo1．37No．3doi：10．3969／j．issn．1000-2162．2013．03．017聚苯胺／SnO2／氧化石墨烯复合物的制备及电容性质韦莹，相金，任真，张胜义(安徽大学化学化工学院，安徽合肥230039)摘要：采用简单的方法制备PANI／SnO／GO复合物，利用x射线衍射仪、透射电子显微镜、红外光谱仪和热重分析仪对所得产物的结构和形貌进行表征，并利用循环伏安法、交流阻抗谱和恒电流充放电实验研究所得产物的电化学性质和电容特性．结果表明：所制备的PANI／SnO／GO复合物具有较高的比电容，经过1000次循环后表现出良好的稳定性．关键词：聚苯胺；氧化石墨烯；SnO；电容性质中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1000—2162(2013)03—0092—05Preparationandcapacitivepropertyofpolyaniline／SnO2／grapheneoxidenanocompositeWEIYing，XIANGJin，RENZhen，ZHANGSheng-yi(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，AnhuiUniversity，Hefei230039，China)Abstract：Thepolyaniline／SnO2／grapheneoxide(PANI／SnO2／GO)compositewassynthesizedbyasimpleprocess．Thestructureandmorphologyofas—synthesizedproductswerecharacterizedbyX—raydiffractometer，transmissionelectronmicroscopy，fouriertransforminfraredspectrographandthermogravimetricanalyzer．Theelectrochemicalandcapacitivepropertieswerestudiedbycyclicvohammetry，nyquistplotandcharge／dischargetest．TheelectrochemicalmeasurementresultsshowthatthePANI／SnO2／GOcompositehasahighspecificcapacitanceandlongcyclelife(over1000times)．Keywords：polyaniline；grapheneoxide；SnO2；capacitiveprope~y电化学超级电容器作为一种新型储能元件，具有功率密度大、循环寿命长、可快速充放电以及对环境友好等优点，在电动汽车、移动通讯以及计算机电源等领域有广阔的应用前景¨．近年来，导电高分子材料被认为是有应用前景的超级电容器电极材料，其中聚苯胺(polyaniline，简称PANI)因具有高电容、高导电性、低成本以及易于制备等特点而引起大家的重视J．然而，PANI相对低的机械稳定性和循环寿命限制了它的应用J．二氧化锡(SnO)作为一种环境友好的半导体材料，在锂离子电池电极材料和传感器领域表现出优异的应用前景，但作为超级电容器电极材料的报道很少．这是由于SnO的低电容限制了它在这方面的应用．石墨烯或氧化石墨烯(GO)具有独特的二维结构，因其化学稳定性收稿日期：2012—10—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(21275006)作者简介：韦莹(1986一)，女，安徽阜阳人，安徽大学硕士研究生；张胜义(通信作者)，安徽大学教授，博士生导师，E-mail：syzhangi@126．com．第3期韦莹，等：聚苯胺／SnO／氧化石墨烯复合物的制备及电容性质93高、电导率高、比表面积大而被认为是电化学储能的理想材料．作者通过简单的方法合成PANI／SnO：／GO纳米复合物，并利用循环伏安和恒流充放电实验研究其电化学电容性能．1实验部分1．1主要试剂和仪器试剂：苯胺，AR，天津市光复精细化工研究所；SnCI·5HO，AR，上海生物工程股份有限公司；水合肼80％，AR，天津市大茂化学试剂厂；过硫酸铵，AR，北京五七六0一化工厂．仪器：电热鼓风干燥箱，101—1B型，上海市实验仪器厂；透射电子显微镜，TEM一100SX型，日本电子；x射线衍射仪，Y一4Q型，日本MACScience公司；红外光谱仪，870一FUR，美国尼高力仪器公司；热重分析仪，ShimadzuTGA一50H，岛津国际贸易有限公司；LK2005型电化学工作站，天津市兰力科化学电子高技术有限公司；Zennium电化学工作站，德国Zahner公司．1．2SnO：纳米颗粒的合成将0．7gSnC1·5HO溶于30mL一次蒸馏水中，加入0．50mL水合肼，超声15min，转移至50mL聚四氟乙烯内胆反应釜，160℃下反应12h．将所得SnO产物离心，烘干备用．1．3PANI／SnO／GO复合物的合成及表征首先依据改进的Humm法制备氧化石墨烯(GO)2J．然后，取5mmol苯胺分散于溶有20mgGO的盐酸水溶液中，超声30min后，再加入0．25gSnO粉末，将...