论文部分内容阅读
聚吡咯(PPy)作为一种导电聚合物,具有特殊的分子结构和优异的物理化学性能,在多个领域具有广泛的应用前景。但在实际操作中,PPy同其他导电聚合物一样,稳定性不好,力学性能差。在本论文中,我们尝试制备了三维大孔结构(3DOM)的PPy及其复合材料,并将应用于原电池构建及超级电容器中。最后我们尝试用环糊精(CD)修饰氧化石墨烯(GO),为进一步制备PPy/GO复合材料提供了工作基础。(1)3DOM结构的PPy膜的合成:在这章内容中,我们成功在乙腈溶液中合成高度有序的[bmim]PF6掺杂的3DOM结构的PPy膜。我们发现非3DOM结构的PPy膜在pH7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中的循环伏安扫描的过程中,掺杂在PPy膜中的PF6-离子不断从PPy膜中脱去,导致PPy膜电化学活性一直降低直到完全失去。但如果是对于3DOM结构的PPy膜,在循环伏安扫描的过程中,虽然掺杂在PPy膜中的PF6-离子也不断从PPy膜中脱去,但PBS中的PO43-不断的掺杂进入3DOM结构的PPy膜,使得3DOM结构的PPy膜一直保持了一定的电化学活性。最后,我们使用3DOM结构的PPy膜作为正极,构建了一个环境友好型的原电池。这个原电池的开路电势可以到达0.487V,并可以保持几百小时的稳定输出。(2)3DOM结构的多壁碳纳米管(CNT)/PPy复合材料的制备:我们采用循环伏安法,制备了具有高比电容的3DOM结构的CNT/PPy复合材料。3DOM结构为CNT/PPy提供了大的比表面积。更重要的是,3DOM的高度有序的多孔结构,为离子进出提供了通道。我们所制备的3DOM结构的CNT/PPy复合物材料在扫度为5mv/s时比电容高达427F/g,说明3DOM结构在能大大增加材料的比电容。(3)CD-GO有机无机纳米复合材料的制备。我们采用CD修饰GO,并进行了初步的表征。