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石墨紙復合材料電極最佳制備工藝條件

時間:2019-03-27 14:54 來源:石墨紙 作者:導熱石墨片

   1。研究了最佳沉積電流密度、沉積時間、苯胺濃度和鹽酸濃度對鋅聚苯胺二次電池比容量的影響。
 
   采用四個因素和三個水平正交試驗。根據正交設計原理,分析結果可以確定各參數對電池放電容量影響的強度。極差表的正交實驗分析。從表中可以看出,因素的極端差順序是:d>c;a;GT;鹽酸濃度是影響聚苯胺/石墨紙電極制備的最重要因素:溶解苯胺,提供制備聚苯胺/石墨紙電極所需的酸度,氯離子有足夠的摻雜和纏繞,以增強聚苯胺的導電性。沉積時間太短了。聚苯胺活性物質過少,沉積時間過長,聚苯胺電極過厚,內部活性物質不能參與反應,比容量降低。電流密度也是影響聚苯胺電極厚度的重要因素之一。當電流密度小時,電極的活性物質產生緩慢,比容量會相應降低。苯胺濃度的影響與前三種相比相對較小,低濃度會影響聚苯胺活性物質的量。太高則會浪費原料以降低酸度,這也不利于制備聚苯胺電極。從表2-6中的數據可以看出,最佳的實驗條件是a3b、c和d3,即沉積時的60min,沉積電流密度為3ma/cm2,且苯胺濃度為0.25mol/l鹽酸濃度為1mol/l。可以看出,最佳條件不包括在9組實驗中,如正交表所示,這說明了正交實驗的優點。
 
   2.聚苯胺在石墨紙和金箔上的FTIR分析。
 
   在最佳工藝條件下制備了兩組以石墨紙和金箔為基體的聚苯胺粉末,并在圖2-6中給出了FTIR比較分析圖,聚苯胺在兩電極上的紅外吸收峰位置一致,分子結構相同。在1550nm處,出現在1460cm“處的兩個吸收峰分別是C-N型雙鍵膨脹振動區的特征吸收峰和1305cm-的吸收峰,即苯環上C-N鍵振動的特征吸收峰。1240cm和1120cm處的兩個吸收峰是苯環上C-H鍵形變振動的特征吸收峰,795cm-‘是苯環上的雙取代特征峰。一系列吸收峰表明,兩種基質材料上的聚苯胺均為綠色-綠色亞胺的分子結構。
 
   3.在石墨紙和金箔的兩種基質材料上的聚苯胺的SEM表征。
 
   聚苯胺在兩種基體材料上的掃描電鏡分析結果如圖2-7所示。聚苯胺/石墨紙電極上的聚苯胺具有較致密的層狀結構,而金箔基片上的聚苯胺具有多孔層狀結構。”。發現層狀結構的聚苯胺具有較高的密度和導電性。結果表明,由于石墨紙的表面空隙率大,比表面積大,對聚苯胺的吸附能力強,陰極基體材料對聚苯胺的聚合方式有一定的影響。
 
  石墨紙

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