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^*

来源：表面技术, 2022, 51(04): 348-383.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.04.037

• 氧化石墨烯
• 导电聚苯胺
• 复合阴极
• 海水电池
• 电化学性能

目的 为提高聚苯胺海水电池正极的导电性和放电性能，研究各种制备工艺条件对电极性能的影响。方法 采用电化学的方法，以石墨纸为载体，在高氯酸体系中制备聚苯胺(PANI)/二氧化锰(MnO2)/氧化石墨烯(GO)复合电极，研究复合电极制备的最优条件。采用X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电镜表征复合电极，采用交流阻抗法、循环伏安法和极化曲线研究电极的电化学性能。结果 石墨纸在室温下经30 mA/cm2的电流密度氧化60min后，在磺基水杨酸(SSA)质量浓度为15g/L，硫酸锰浓度为0.2mol/L的苯胺-高氯酸溶液里以电流密度18mA/cm2聚合20min，可制备出较优的PMGO复合电极，它与镁合金组成海水电池，以200 mA/g恒流放电至1 V，其比能量可达600 W·h/kg。PMGO复合电极的表面微观形貌是由纳米线组成的三维立体网状结构，聚苯胺与二氧化锰成功复合到氧化石墨烯表面。结论 高氯酸体系掺杂的聚苯胺导电性增强，氧化使石墨纸表面形成大量的氧化石墨烯，为苯胺聚合、复合提供大量活性点，复合后电极比表面积增大，与电解液充分接触，使电极活性物质利用率提高，并降低了电极的极化，电化学性能也远优于AgCl电极。

• 单位
  中南大学