2聚苯胺用于电化学领域 在电极材料的研究中,聚苯胺作为导电聚合物中最重要

爱洛姆佳佳 2024-12-10 21:06:46

2 聚苯胺用于电化学领域 在电极材料的研究中,聚苯胺作为导电聚合物中最重要的一种,因其优异 的导电性、制备简单、价格低廉等特点,成为国内外学者的研究热点。聚苯胺复合材料在超级电容器中的作用机制主要依赖于其优异的电化学特性和与其他材料的协同效应。 聚苯胺作为导电聚合物本身具有较好的导电性和氧化还原反应速率,能够有效存储和释放电荷,作为电极材料时发挥法拉第赝电容效应。 并且,聚苯胺与其他材料(如碳材料、金属氧化物)的复合显著增强了材料的电化学性能。 碳材料的引入能够提供较高的比表面积和导电性,缩短电荷扩散路径,提高功率密度。而金属氧化物复合后,不仅改善了聚苯胺的导电性,还提高了其电化学稳定性,从而提升了复合材料在充放电过程中的稳定性和循环性能。这些复合材料的结构优化能够提供更多的电荷存储和电荷传输通道,从而提高超级电容器的比电容量、循环稳定性和功率密度。 过渡金属碳化物(Ti3C2Tx-MXene)具有的二维层状结构优势和电化学性 能优势使其在超级电容器电极材料领域展现出应用潜力。 通过原位聚合法,利用Ti3C2Tx-MXene和导电聚合物的协同效应,将Ti3C2Tx-MXene与聚苯胺(PANI) 复合制备具有高性能的超级电容器电极材料,将其组装成超级电容器探究实际应用潜能。 复合材料在1mol/L H2SO4电解液中有着极佳的电化学性能,在电流密度为1A/g 密度下,具有7. 76Wh/kg时比电容达398. 625F/g,对称超级电容器在500W/kg的功率的能量密度,有很好的实际储能应用前景。 聚苯胺(PANI)复合材料在电催化中的主要任务是改善电催化剂的界面耦合和电荷传输,提升电催化效率。通过将催化剂(如MoS2、NiFeLDH)与导电基底(如碳纤维)紧密结合,PANI形成了高效的电荷转移通道,显著降低了界 面电阻并增强了结构的稳定性。 此外,PANI能够诱导催化剂表面产生氧或硫的缺陷位点,增加了活性位点数量,提升了反应活性。在析氢反应(HER)中,PANI捕获H+并促进其还原为氢气,进一步提高了反应效率。PANI的共轭结构还允许电子在催化剂表面快速传递,增强导电性,使复合材料在电催化中表现出低过电位、低Tafel斜率和良好的循环稳定性。这些特性使PANI复合材料在电催化应用中具备高效性和耐用性。

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