孟庆方 许成成 孙志伟 刘安琪 孙棐驰 谢 瑞 赵跃强 徐国想 朱 婧

(江苏海洋大学 环境与化学工程学院， 连云港 222005)

引 言

超级电容器由于具有独特的性能，如高功率密度、长循环寿命、快速的充放电速率以及低廉的生产价格等，在储能器件中具有极大的应用潜力。

聚苯胺(polyaniline)及其衍生物因合成方法简单、可塑性强、电容理论值高等优点已经被广泛应用于超级电容器中[1-3]。完全还原态与完全氧化态的聚苯胺不具有导电性，可以通过掺杂的方法得到高导电性的聚苯胺[4]，目前，常见的聚苯胺掺杂方式有质子酸掺杂与金属盐掺杂[5-6]。Li等[7]制备了Zn2+与H+共掺杂的聚苯胺，与单一H+掺杂的聚苯胺相比，在30 mV/s的扫描速率下比电容从415 F/g提升至427 F/g；Xu等[8]通过Zn2+与H+共掺杂聚苯胺得到聚苯胺薄膜，在5 mA/cm2的电流密度下进行500次循环测试，与未经Zn2+掺杂的材料相比，比电容保持率从45%提升至63%；Ghosh等[9]以Fe3+与H+共掺杂得到比电容为605 F/g的复合材料(扫描速率为2 mV/s)，对其进行500次循环稳定测试，与未经Fe3+掺杂的复合材料相比，比电容保持率从83%提升至93%。

导电聚苯胺在充放电过程中，离子的掺杂与非掺杂过程引起体积膨胀与收缩，导致聚苯胺的循环稳定性能较差[10]。纤维素具有三维层次结构、高比表面积、高机械灵活性等特点，将纤维素用作柔性基板或复合骨架，在其上涂覆导电层或添加导电填料，可以增强复合材料的机械性能，形成高效、灵活、稳定的导电复合材料[11-14]。Tian等[15]将一维纤维素与二维金属碳化物(MXene)复合，得到具有高机械强度的纳米复合材料，在碳纳米纤维负载量为20%(质量分数)时，其具有298 F/g的高比电容和295 S/cm的高电导率。……