高氯酸掺杂聚苯胺复合阴极的制备及性能研究

• 作者: 周富威 佘家璇 罗伍庆 赵云鹏 夏恩杰 方文强 邓姝皓
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 氧化石墨烯 导电聚苯胺 复合阴极 海水电池 电化学性能
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 348-355,383
• 页数: 9页
• 分类号: TQ152
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.04.037

摘要

目的 为提高聚苯胺海水电池正极的导电性和放电性能,研究各种制备工艺条件对电极性能的影响.方法 采用电化学的方法,以石墨纸为载体,在高氯酸体系中制备聚苯胺(PANI)/二氧化锰(MnO2)/氧化石墨烯(GO)复合电极,研究复合电极制备的最优条件.采用X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电镜表征复合电极,采用交流阻抗法、循环伏安法和极化曲线研究电极的电化学性能.结果 石墨纸在室温下经30 mA/cm2的电流密度氧化60 min后,在磺基水杨酸(SSA)质量浓度为15 g/L,硫酸锰浓度为0.2 mol/L的苯胺-高氯酸溶液里以电流密度18 mA/cm2聚合20 min,可制备出较优的PMGO复合电极,它与镁合金组成海水电池,以200 mA/g恒流放电至1 V,其比能量可达600 W·h/kg.PMGO复合电极的表面微观形貌是由纳米线组成的三维立体网状结构,聚苯胺与二氧化锰成功复合到氧化石墨烯表面.结论 高氯酸体系掺杂的聚苯胺导电性增强,氧化使石墨纸表面形成大量的氧化石墨烯,为苯胺聚合、复合提供大量活性点,复合后电极比表面积增大,与电解液充分接触,使电极活性物质利用率提高,并降低了电极的极化,电化学性能也远优于AgCl电极.