5-磺基水杨酸掺杂聚吡咯/ZIF67复合材料的超电容性能

摘要：

为充分利用金属-有机框架化合物(MOF)丰富的多孔结构与导电聚合物的独特掺杂结构,研究掺杂剂对MOF/导电聚合物复合材料的结构及电化学性能的影响,以实现稳定的化学掺杂.通过调控Co2+与2-甲基咪唑的摩尔配比常温反应制备得到三维花状结构的ZIF-67(命名为Z8);利用简便的原位聚合反应制备得到5-磺基水杨酸(5-SSA)掺杂聚吡咯(PPy)/Z8复合材料.Z8的引入能在一定程度上减少PPy微球的堆积,其与5-SSA之间的多重氢键、共轭效应等有利于PPy实现稳定的化学掺杂,其有利于电子及电解质离子的快速传输,并为PPy提供支撑.电化学测试结果表明,所有的复合材料中,PPy/10wt％Z8可获得最佳的电化学性能,其在1 A·g?1的电流密度下的比电容可达300 F·g?1.以PPy/10wt％Z8为正极,活性炭为负极,柔性碳布作为支撑体,聚乙烯醇(PVA)-H2SO4为电解质组装得到柔性非对称超级电容器,在1 mA·cm?2的电流密度下,其比电容为200 mF·cm?2,能量密度为71μW·h·cm?2,功率密度为800μW·cm?2,并且在10 mA·cm?2电流密度下循环10000次后,器件的电容保持率为80.2％,表现出良好的超电容特性.

关键词：磺基水杨酸、聚吡咯、Z8、复合材料、超级电容器

所属期刊栏目：39

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金52173258

在线出版日期：2023-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：5803-5815