聚苯胺/二氧化锰/氧化石墨烯复合电极的制备及性能
来源期刊：高分子材料科学与工程2020年第9期
论文作者：邓姝皓 袁莉君 陈永波 周富威 赵云翔 陈祥雪
文章页码：150 - 320
关键词：聚苯胺;海水电池;正极;二氧化锰;氧化石墨烯;复合材料;
摘 要：采用电化学的方法,以氧化石墨纸为支撑一步法制备导电聚苯胺（PANI）/二氧化锰（MnO2）/氧化石墨烯（GO）复合材料;采用四因素三水平正交设计,研究制备复合电极的最佳工艺;采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱和电化学测试对复合电极进行表征和电化学性能进行研究。结果表明,石墨纸经100 min氧化,在硫酸锰浓度0.3 mol/L、磺基水杨酸（SSA）浓度为30 g/L的硫酸-苯胺溶液里以聚合电流密度为18 mA/cm2制备出最佳的PANI/MnO2/GO复合电极,以0.2 A/g恒流放电,其比能量可达336 Wh/kg。复合电极的微观形貌为三维网状结构,具有大的比表面积和孔体积;二氧化锰、聚苯胺和石墨纸形成复合良好的三维网状结构,不仅有利于降低极化,还能使电解液与电极充分接触,提高活性物质的利用率,其电化学性能远远优于PANI压制电极和氯化银电极。
邓姝皓1,2，袁莉君1,2，陈永波1，周富威1，赵云翔1，陈祥雪1
1. 中南大学材料科学与工程学院2. 中南大学有色金属教育部重点实验室
摘 要：采用电化学的方法,以氧化石墨纸为支撑一步法制备导电聚苯胺（PANI）/二氧化锰（MnO2）/氧化石墨烯（GO）复合材料;采用四因素三水平正交设计,研究制备复合电极的最佳工艺;采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱和电化学测试对复合电极进行表征和电化学性能进行研究。结果表明,石墨纸经100 min氧化,在硫酸锰浓度0.3 mol/L、磺基水杨酸（SSA）浓度为30 g/L的硫酸-苯胺溶液里以聚合电流密度为18 mA/cm2制备出最佳的PANI/MnO2/GO复合电极,以0.2 A/g恒流放电,其比能量可达336 Wh/kg。复合电极的微观形貌为三维网状结构,具有大的比表面积和孔体积;二氧化锰、聚苯胺和石墨纸形成复合良好的三维网状结构,不仅有利于降低极化,还能使电解液与电极充分接触,提高活性物质的利用率,其电化学性能远远优于PANI压制电极和氯化银电极。
关键词：聚苯胺;海水电池;正极;二氧化锰;氧化石墨烯;复合材料;
