王海燕, 尚天蓉, 马帅帅, 王初晗, 蒯 浩

(兰州理工大学 材料科学与工程学院, 甘肃 兰州 730050)

为满足新时代发展的需求,新能源材料,尤其是储能材料被广泛研究.超级电容器因其充放电速率较快、功率密度高等优异性能成为能源转化和储能的关键装置[1-2],比如可广泛应用于电动汽车、智能电器等.到目前为止,广泛研究的超级电容器材料主要有金属氧化物、碳基材料、导电聚合物和一些新兴的电极材料[3-5].其中,聚苯胺具有理论比电容高、化学稳定性好、制备简单、形貌多样及成本低等优点,是一种具有应用前景的赝电容电极材料.

对于聚苯胺在超级电容器应用中存在的理论值与实际值差距较大,以及在充放电过程中长期稳定性不好问题,调控其形貌是有效的手段之一.到目前为止,研究者们已通过制备纳米纤维[6]、纳米线[7]、纳米管[8]、纳米片[9]以及空心海胆状微球[10]等形态的聚苯胺,实现了表面效应、体积效应和量子尺寸效应等,使其作为超级电容器电极材料的性能获得了极大的改善.制备不同形貌的聚苯胺通常可通过软硬模板来调控,比如利用合成的二氧化锰纳米管为硬模板制备的聚苯胺纳米管,在电流密度为10 A/g时比电容值高达510 F/g[11].近些年,利用植物酸为软模板或兼掺杂酸进行相关研究也取得了一定进展,例如孙康等利用改性木质素磺酸制备了聚苯胺,在0.2 A/g的电流密度下,其放电比电容可以达到316.2 F/g,经1 000次充放电循环测试后,比电容下……