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
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目的为了提高聚苯胺-海水电池阴极的导电性和放电性能,研究了不同制备条件对电极性能的影响。方法以石墨纸为载体,在高氯酸体系中用电化学方法制备聚苯胺(PANI)/二氧化锰(MnO2)/氧化石墨烯(GO)复合电极,并研究复合电极的最佳制备条件。利用X射线衍射仪、红外光谱和扫描电子显微镜对复合电极、交流阻抗法、循环伏安法、极化曲线和研究电极的电化学性质进行了表征。结果石墨纸在电流密度以30巴/cm~2的温度在室温下氧化60分钟后,在磺基水杨酸(SSA)和硫酸锰(硫酸锰)以18ma/cm~2的电流密度在质量浓度分别为15g/L和0.2mol/L的苯胺高氯酸溶液中聚合20分钟,可以制备出更好的PMGO-复合电极镁合金海水电池,以200ma/g恒流放电至1v时,比能量可达600w·H/kg。GO、PM和复合电极的表面微观形貌是由纳米线组成的三维网络结构。聚苯胺和二氧化锰成功地结合到氧化石墨烯表面。结论掺有高氯酸体系的聚苯胺导电性增强。氧化使石墨纸表面形成大量的活性物质,为苯胺的聚合和复合提供了大量的活性点。复合后电极比表面积扩大,与电解液充分接触,提高了电极活性物质的利用率,降低了电极的极化,电化学性能远优于AgCl电极。