一种聚吡咯纳米纤维导电电极材料的制备方法_2

文档序号:9283901阅读:来源:国知局
87mAh/g。
[0021]实施例2
a.取面积为2cmX2cm的正方形碳基材料导电碳布为电极基体材料;称量0.7806g的I, 2-萘醌-4-磺酸钠盐溶于150ml的去离子水中,加入1.5g吡咯单体后置于10°C的水浴中,以搅拌速率为100r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入导电碳布电极基体材料,继续搅拌至导电碳布充分浸润于上述混合体系;
b.称量0.7626g的二水合5—磺基水杨酸溶于150ml去离子水中,加入0.1118g过硫酸铵,待其完全溶解后置于10°c的环境中备用;将上述过硫酸铵酸性水溶液逐滴加入到上述含有导电碳布、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以100r/min的搅拌速率在10°C的水浴中反应4h;反应完成后取出含导电碳布的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取上述所得导电碳布基聚吡咯纳米纤维导电电极材料作为阳极材料,以导电碳布作为阴极材料,组装双室微生物燃料电池系统;以1000 Ω固定外阻启动双室微生物燃料电池系统,测试得其最大功率密度为1492mW/m2。
[0022]实施例3
a.取面积为IcmX5cm的长方形柔性织物为电极基体材料;称量4.6539g的蒽醌-2-磺酸钠盐溶于150ml的去离子水中,加入1.8g吡咯单体后置于15°C的水浴中,以搅拌速率为150r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入柔性织物电极基体材料,继续搅拌至柔性织物充分浸润于上述混合体系;
b.称量9.Sg的磷酸溶于10ml去离子水中,加入21.6782g九水硝酸铁,待其完全溶解后置于15°C的环境中备用;将上述九水硝酸铁酸性水溶液逐滴加入到上述含有柔性织物、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以150r/min的搅拌速率在15 °C的水浴中反应6h ;反应完成后取出含柔性织物的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取两块上述所得柔性织物基聚吡咯纳米纤维导电电极材料,以聚乙烯醇凝胶电解质为固体电解质,组装对称型柔性超级电容器;以50mA/g电流密度对此超级电容器进行测试所得比容量为126F/g。
[0023]实施例4
a.取面积为20cmX20cm的正方形聚合物纤维膜为电极基体材料;称量93.672 g的I, 2-萘醌-4-磺酸钠盐溶于180ml的去离子水中,加入7.2g吡咯单体后置于20°C的水浴中,以搅拌速率为200r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入聚合物纤维膜电极基体材料,继续搅拌至聚合物纤维膜充分浸润于上述混合体系;
b.称量21.876g的盐酸溶于200ml去离子水中,加入8.7037g无水氯化铁,待其完全溶解后置于20°C的环境中备用;将上述无水氯化铁酸性水溶液逐滴加入到上述含有聚合物纤维膜、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以200r/min的搅拌速率在0°C的水浴中反应Sh ;反应完成后取出含聚合物纤维膜的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取两片上述所得聚合物纤维膜基聚吡咯纳米纤维导电电极材料,以多孔高吸水海绵为中间介质,组装对称电容型酒精传感器;以不同质量分数的酒精溶液对此对称电容型酒精传感器进行测试,可得其对1%酒精质量分数的变化有较高的灵敏度。
[0024]实施例5
a.取长度为10cm的聚合物纱线为电极基体材料;称量78.06g的1,2-萘醌-4-磺酸钠盐溶于10ml的去离子水中,加入5g吡咯单体后置于25°C的水浴中,以搅拌速率为250r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入聚合物纱线电极基体材料,继续搅拌至聚合物纱线充分浸润于上述混合体系;
b.称量122.023g的二水合5 —磺基水杨酸溶于120ml去离子水中,加入2.1925g重铬酸钾,待其完全溶解后置于25°C的环境中备用;将上述重铬酸钾酸性水溶液逐滴加入到上述含有聚合物纱线、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以250r/min的搅拌速率在0°C的水浴中反应12h;反应完成后取出含聚合物纱线的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取两根上述所得聚合物纱线基聚吡咯纳米纤维导电电极材料,以聚乙烯醇凝胶电解质为固体电解质,组装十字型纤维晶体管;以lmV/s的扫描速率对此十字型纤维晶体管进行开关比测试得其开关比为1000。
[0025]实施例6
a.取长度为50cm的天然纤维素丝为电极基体材料;称量4.6539g的蒽醌-2-磺酸钠盐溶于10ml的去离子水中,加入3g吡咯单体后置于30°C的水浴中,以搅拌速率为300r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入天然纤维素丝电极基体材料,继续搅拌至天然纤维素丝充分浸润于上述混合体系;
b.称量6.101 Ig的二水合5—磺基水杨酸溶于120ml去离子水中,加入18.0652g九水硝酸铁,待其完全溶解后置于30°C的环境中备用;将上述九水硝酸铁酸性水溶液逐滴加入到上述含有天然纤维素丝、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以300r/min的搅拌速率在0°C的水浴中反应14h ;反应完成后取出含天然纤维素丝的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取两根上述所得天然纤维素丝基聚吡咯纳米纤维导电电极材料,以聚乙烯醇凝胶电解质为固体电解质,组装十字型纤维晶体管;以lmV/s的扫描速率对此十字型纤维晶体管进行开关比测试得其开关比为1002。
[0026]实施例7
a.取面积为5cmX10cm的长方形聚合物纤维膜为电极基体材料;称量26.02 g的I, 2-萘醌-4-磺酸钠盐溶于200ml的去离子水中,加入4.4g吡咯单体后置于5°C的水浴中,以搅拌速率为350r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入聚合物纤维膜电极基体材料,继续搅拌至聚合物纤维膜充分浸润于上述混合体系;
b.称量27.3917g的一水对甲苯磺酸溶于180ml去离子水中,加入4.0149g过氧化氢,待其完全溶解后置于5°C的环境中备用;将上述过氧化氢酸性水溶液逐滴加入到上述含有聚合物纤维膜、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以350r/min的搅拌速率在5°C的水浴中反应18h ;反应完成后取出含聚合物纤维膜的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取两片上述所得聚合物纤维膜基聚吡咯纳米纤维导电电极材料,以多孔高吸水海绵为中间介质,组装对称电容型甲醛传感器;以不同质量分数的甲醛溶液对此对称电容型甲醛传感器进行测试,可得其对0.1%甲醛质量分数的变化有较高的灵敏度。
[0027]实施例8
a.取面积为6.28cm2的导电金属基材料圆形泡沫镍为电极基体材料;称量58.1738g的蒽醌-2-磺酸钠盐溶于250ml的去离子水中,加入Ilg吡咯单体后置于0°C的冰浴中,以搅拌速率为400r/min搅拌2min,使吡咯单体均匀分散于表面活性剂的水溶液中,然后加入泡沫镍电极基体材料,继续搅拌至泡沫镍充分浸润于上述混合体系;
b.称量21.56g的磷酸溶于200ml去离子水中,加入85.1033g无水氯化铁,待其完全溶解后置于0°C的冰浴中备用;将上述无水氯化铁酸性水溶液逐滴加入到上述含有泡沫镍、吡咯单体与表面活性剂的混合体系中,持续以400r/min的搅拌速率在O V的冰浴中反应24h ;反应完成后取出含泡沫镍的黑色产物,依次用去离子水、无水乙醇洗涤至洗涤液无色后,置于60°C真空条件下干燥下干燥后即得聚吡咯纳米纤维导电电极材料;
c.取上述所得泡沫镍基聚吡咯纳米纤维导电电极材料作为正极材料,以金属锂片作为负极材料,组装纽扣式锂离子电池;以0.2C电流密度对此纽扣式锂离子电池进行恒流充放电测试得其比容量为206mAh/g。
[0028]实施例9
a.取面积为2cm
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