摘要:本论文采用水相原位合成技术制备活性炭-聚吡咯-二氧化锰复合材料用做超级电容电极材料。借助红外光谱仪对产物分子结构进行分析，借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、光电子能谱仪（EDS）对材料的物相和微观区域的元素分布进行定性定量分析。结果表明，MnO2的结晶度很低，PPy的特性不明显，复合材料为无定型结构。以该复合材料为活性物质制成电极，采用循环伏安、恒流充放电和记时电位电化学方法考察其电化学性能。电化学测试表明，C-PPy-MnO2复合材料的循环伏安曲线表现出良好的矩形特征，但充放电曲线表现出复合材料的比电容较低，说明聚合度不高，需要改进实验工艺。77445

毕业论文关键词：超级电容器，聚吡咯，二氧化锰，活性炭，复合材料

Abstract:In this thesis, polypyrrole -manganese dioxide -activatedcarbon composite materials were synthesized by an in situ water phase synthesis technique which are used for super capacitorelectrode materials。With the help of FT-IR spectroscopy, the molecular structure and chemical composition of the product were analyzed。By means of X-ray diffraction (XRD)、scanning electron microscopy (SEM) and EDS (Energy Dispersive Spectrometer) ，the distribution of elements in the micro area of the material can be analyzed in qualitative and quantitative way and its physical properties are characterized。 Results showed that the crystalinity of MnO2 in composite material is low, the characteristics of PPy is not obvious, and the composite materials present amorphous structure。 The electrochemical properties of C-PPy-MnO2 were tested by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge test and AC impedance method。 The electrochemical tests show that the composite cycle volt-ampere curve expresses a good rectangular characteristics, but the charge and discharge curves indicates the low specific capacitance。 Synthetic techenology of the experiment needs to be further improved。

Key words: Supercapacitor, Polypyrrole, Manganese dioxide, Activated carbon, Composite materials

目  录

1  引言 1

1。1 碳材料 1

1。2  金属氧化物材料 1

1。3  导电聚合物材料 2

1。4  本文研究思路 3

2  实验部分 3

2。1  材料制备 3

2。1。1  聚吡咯纳米粒子的制备 3

2。1。2  PPy-MnO2复合材料的制备 4

2。1。3  活性炭-PPy-MnO2复合材料的制备 4

2。2  电化学性能研究 5

2。2。1  电极材料的制备 5

2。2。2  电化学测试方法 5

3 结果与讨论 6

3。1结构表征与分析 6

3。1。1  聚吡咯以及其复合材料红外谱图分析 6

3。1。2MnO2及其复合材料的XRD谱图分析 7

3。1。3复合材料的形貌分析 8

3。2  电化学性能测试 10

3。2。1  循环伏安测试 10

3。2。2恒电流充放电测试 12

3。2。3  电化学阻抗测试