菲醌修饰多孔碳纳米管复合材料的制备及其在对称超级电容器中的应用

作者：杜豪; 吉婷; 赵杰^*; 王建中; 冒慧敏

来源：复合材料学报, 2022, 39(07): 3281-3291.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20211129.001

• 多孔碳纳米管
• 9,10-菲醌
• 复合材料
• 超级电容器
• 循环稳定性

为获得具有优异电化学性能的超级电容器电极材料，首先依次对实验合成的聚吡咯(PPy)纳米管进行碳化处理和活化处理来制备层级多孔碳纳米管(PCNTs)。然后用一步溶剂热法将9,10-菲醌(PQ)分子通过π-π堆积作用进一步修饰到PCNTs表面得到PQ分子非共价修饰的PCNTs复合材料(PQ/PCNTs)。不仅对合成的复合材料进行了形貌表征，而且还通过循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)研究了具有不同PQ分子负载率的复合材料(PQ/PCNTs)的超级电容性能。实验结果表明：PQ分子与PCNTs质量比为5∶5的复合材料的电化学性能最好，在1 A·g-1的电流密度下的比容量可以达到407.7 C·g-1。同时复合材料表现出优异的倍率性能(电流密度为50 A·g-1时的比容量为307.3 C·g-1)和循环稳定性能(在10 A·g-1电流密度下循环10,000次后电容保持率为91.4%)。为了进一步研究复合材料的实际应用性能，以PQ与PCNTs质量比为5∶5作为电极材料组装了对称超级电容器，组装后的对称超级电容器可提供高达21.5 W·h·kg-1的能量密度和0.8 kW·kg-1的功率密度。

• 单位
  四川中雅科技有限公司