Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА
Автор Т.А. Моисеева, Т.Н. Мясоедова
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОТЕХНОЛОГИИ, МИКРОЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА
Месяц, год 12, 2015
Индекс УДК 54.057: 54.06: 546.831:547:681
DOI
Аннотация Освещена актуальность использования новых материалов при создании суперконденсаторов. Показано, что наиболее перспективным материалом является полианилин (ПАНИ) и композиты на его основе. Установлено, что наилучшим методом получения композитного материала на основе ПАНИ является химический синтез. Данный метод позволяет получать большие количества электропроводящих порошков, а также наносить электропроводящие покрытия на различные материалы и готовить электропроводящие композиционные системы. В качестве компонента в композитный материал на основе ПАНИ был выбран кремний. Соединения на его основе имеют высокую удельную площадь поверхности, большие поры, перестраиваемую пористость и высокую химическую стойкость. Методом химического окисления анилина без добавления кислоты были получены композитные материалы на основе ПАНИ с различным содержанием Si. На основе поливинилового спирта были сформированы гибкие электроды с различным содержанием композитных материалов: ПАНИ(Si)-5/ПВС, ПАНИ(Si)-10/ПВС, ПАНИ(Si)-30/ПВС и ПАНИ(Si)-50/ПВС. Для исследования электрохимических характеристик были сняты циклические вольтамперограммы в диапазоне от -1 до 1 В при скоростях сканирования 25–100 мВ/с в 0,5М растворе КОН. Установлено, что в образцах происходят окислительно-восстановительные реакции, связанные с переходами между полупроводниковой формой полианилина (лейкоэмеральдин)/поляронной эмеральдин формой и фарадеевой трансформацией эмеральдинернигранилин. По полученным циклическим вольтамперограммам был проведен расчет удельной емкости. Было установлено, что чем меньше скорость сканирования, тем выше удельная емкость. Наибольшей удельной емкостью (98 мФ/г) обладают образцы ПАНИ(Si)-5/ПВС при скорости сканирования 25 мВ/с.

Скачать в PDF

Ключевые слова Полианилин; композитный материал; кремний; электрод; суперконденсатор; химический синтез; удельная емкость; лейкоэмеральди; эмеральдин; пернигранилин.
Библиографический список 1. Сычёв В.В. Нанотехнологии для энергосбережения: прогноз наиболее значимых областей исследования // Российский химический журнал. – 2008. – T. LII, № 6.
2. Vinay Guptaa, Norio Miuraa. Electrochemically Deposited Polyaniline Nanowire’s Network A High-Performance Electrode Material for Redox Supercapacitor // Electrochemical and Solid-State Letters. – 2005. – No. 8 (12). – P. A630-A632.
3. Kwang Sun Ryu, Kwang Man Kim, Nam-Gyu Park, Yong Joon Park, Soon Ho Chang. Symmetric redox supercapacitor with conducting polyaniline electrodes // Journal of Power Sources. – 2002. – Vol. 103, No. 2. – P. 305-309.
4. Sunghun Cho, Kyoung-Hwan Shin, Jyongsik Jang. Enhanced Electrochemical Performance of Highly Porous Supercapacitor Electrodes Based on Solution Processed Polyaniline Thin Films // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2013. – No. 5 (18). – P. 9186-9193.
5. Шишов М.А. Самоорганизующиеся слои полианилина и их применение в электронике // Молодой ученый. – 2012. – № 11. – С. 4-13.
6. Смирнов М.А. Электроактивные композиты на основе полипиррола, полианилина и пористых пленок полиэтилена: дисс. ... канд. хим. наук. – Санкт-Петербург, 2007. – 149 с.
7. Kazemi S.H., Kiani M.A., Mohamadi R., Eskandarian L. Metal-polyaniline nanofibre composite for supercapacitor applications // Bulletin of Materials Science. – 2014. – Vol. 37, No. 5. – P. 1001-1006.
8. Phadnis V.G., Jagdeo K.R. Synthesis of Cd doped Polyaniline for supercapacitor // International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES). – 2014. – Vol. 3, No. 7. – P. 09-13.
9. Tingting Liu, Guangjie Shao, Mingtong Ji, Guiling Wang. Polyaniline/MnO2 Composite With High Performance as Supercapacitor Electrode via Pulse Electrodeposition // Polymer Composites. – 2014. –Vol. 36, No. 1. – P.113-120.
10. Deshmukh P.R., Bulakhe R.N., Pusawale S.N., Sartale S. D., Lokhande C.D. Polyaniline–RuO2 composite for high performance supercapacitors: chemical synthesis and properties // RSC Adv. – 2015. – No. 5. – P. 28687-28695.
11. Benxue Zou, Shengchen Gong, Yan Wang, Xiaoxia Liu. Tungsten Oxide and Polyaniline Composite Fabricated by Surfactant-Templated Electrodeposition and Its Use in Supercapacitors // Hindawi Publishing Corporation Journal of Nanomaterials. – 2014. – Vol. 2014. – P. 9.
12. Ming-Hua Bai, Tian-Yu Liu, Feng Luan, Yat Li, Xiao-Xia Liu. Electrodeposition of vanadium oxide–polyaniline composite nanowire electrodes for high energy density supercapacitors // J. Mater. Chem. A. – 2014. – No. 2. – P. 10882-10888.
13. Xiaomiao Feng, Ningna Chen, Jinhua Zhou, Yi Li, Zhendong Huang, Lei Zhang, Yanwen Ma, Lianhui Wang, Xiaohong Yan. Facile synthesis of shape-controlled graphene–polyaniline composites for high performance supercapacitor electrode materials // New J. Chem. – 2015. – No. 39. – P. 2261-2268.
14. Li J., Xie H., Li Y., Wang J. Fabrication of graphene/polyaniline composite for high-performance supercapacitor electrode // J. Nanosci Nanotechnol. – 2013. – Vol. 13, No. 2. – P. 1132-1135.
15. Seul-Yi Lee, Ji-I Kim, Soo-Jin Park. Activated carbon nanotubes/polyaniline composites as supercapacitor electrodes // Energy. – 2014. – Vol. 78. – P. 298-303.
16. Lei Zu, Xiuguo Cui, Yanhua Jiang, Zhongkai Hu, Huiqin Lian, Yang Liu, Yushun Jin, Yan Li, Xiaodong Wang. Preparation and Electrochemical Characterization of Mesoporous Polyaniline-Silica Nanocomposites as an Electrode Material for Pseudocapacitors // Materials. – 2015. – No. 8. – P. 1369-1383.
17. Моисеева Т.А., Мясоедова Т.Н., Шишляникова Е.Н. Синтез и исследование свойств цирконий содержащего полианилина // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 9 (158). – С. 111-117.
18. Fei Xiao, Shengxiong Yang, Zheye Zhang, Hongfang Liu, Junwu Xiao, Lian Wan1, Jun Luo,Shuai Wang, Yunqi Liu. Scalable Synthesis of Freestanding Sandwich-structured Graphene/Polyaniline/Graphene Nanocomposite Paper for Flexible All-Solid-State Supercapacitor // SCIENTIFIC REPORTS. – 2015. – No. 5. – P. 1-8.
19. Васильев С.Ю. Туннельная микроскопия/спектроскопия гетерогенных электродных и электроосажденных материалов: дисс. … д-ра хим. наук. – М., 2010. – 421 с.
20. Zhongkai Hu , Lei Zu, Yanhua Jiang, Huiqin Lian, Yang Liu, Zhenzi Li, Fei Chen, Xiaodong Wang , Xiuguo Cui. High Specific Capacitance of Polyaniline/Mesoporous Manganese Dioxide Composite Using KI-H2SO4 Electrolyte // Polymers. – 2015. – Vol. 7 (10). – P. 1939-1953.
21. Yang Lu, Xianming Liu, Weixiao Wang, Jinbing Cheng, Hailong Yan, Chengchun Tang, Jang-Kyo Kim, Yongsong Luo. Hierarchical, porous CuS microspheres integrated with carbon nanotubes for high-performance supercapacitors // Sci Rep. – 2015. – No. 5. – P. 1-11.

Comments are closed.