通過(guò)溫和的液相還原方法，無(wú)需表面活性劑或橋接分子，將銅納米顆粒均勻地負(fù)載在酸化的碳納米管(CNTs/Cu NPs)上。銅納米顆粒表面光滑，無(wú)雜質(zhì)。然后，通過(guò)乳液聚合法制備聚苯乙烯(PS)微球，并與CNTs/Cu NPs (CNTs/Cu NPs/PS)復(fù)合。采用原位聚合法制備了納米銅/碳納米管為核，聚苯胺為殼的核-殼結(jié)構(gòu)(PANI@CNTs/Cu NPs/PS)。在高溫下，PS開(kāi)裂形成多孔結(jié)構(gòu)，聚苯胺被碳化，實(shí)現(xiàn)了材料(NCMP)的氮摻雜。結(jié)果表明，酸化碳納米管在碳納米管的合成過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，使銅在碳納米管上持續(xù)生長(zhǎng)。均勻分散的銅納米顆粒大小約為5 ~ 15 nm。當(dāng)NCMP作為電極材料應(yīng)用時(shí)，它表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，是一種高性能的超級(jí)電容器。
圖1 合成NCMP的原理圖。
圖2. CNTs、PANI和NCMP的XRD圖譜。
圖3 CNTs、PANI、CNTs/Cu NPs和NCMP的紅外數(shù)據(jù)分析。
圖4. 用SEM觀察樣品的表面:(a) PS， (b) PANI， (c) CNTs， (d)酸化的CNTs, CNTs/Cu np /PS@PANI和(f) NCMP。
圖5。(a, b) NCMP的低倍率TEM圖像。(c, d)NCMP的HRTEM圖像。(e)銅晶體的SAED圖
NCMP。(f) NCMP的TEM元素成圖。
圖6 XPS圖像:(a)測(cè)量樣品的XPS光譜，(b) NCMP中的C 1s， (C) NCMP中的N 1s， (d) NCMP中的Cu 2p。
圖7 在6m KOH電解液中測(cè)試了三電極體系的電化學(xué)性能。
圖8 采用雙電極體系在6M KOH中測(cè)試了NCMP//NCMP的電化學(xué)性能。
相關(guān)科研成果由黑龍江大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院Dongyu Zhao 等人于2022年發(fā)表在Energy Fuels (https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c02927)上。原文：Controllable Preparation of Cu NPs/CNTs@PANI Composites as Electrode Materials for Electrochemical Double-Layer Capacitors。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
