CN109243835A - 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 - Google Patents
一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109243835A CN109243835A CN201810997302.9A CN201810997302A CN109243835A CN 109243835 A CN109243835 A CN 109243835A CN 201810997302 A CN201810997302 A CN 201810997302A CN 109243835 A CN109243835 A CN 109243835A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- poly
- pedot
- dioxythiophene
- mesh nanometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- -1 tetraethyl ammonium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 claims abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 15
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 claims description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 45
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 4
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- SXMUSCUQMMSSKP-UHFFFAOYSA-N [O].C=1C=CSC=1 Chemical compound [O].C=1C=CSC=1 SXMUSCUQMMSSKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- SDLBJIZEEMKQKY-UHFFFAOYSA-M silver chlorate Chemical compound [Ag+].[O-]Cl(=O)=O SDLBJIZEEMKQKY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种聚3,4‑乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT‑PD及制备方法。所述的聚3,4‑乙烯二氧噻吩纳米薄膜(PEDOT‑PD)呈网状结构。所述的制备方法为：在三电极电解池体系中，以3,4‑乙烯二氧噻吩为单体，以四乙基六氟磷酸铵为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法，在1.3～1.7V电压条件下进行电化学聚合反应，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，经淋洗、烘干得到聚3,4‑乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT‑PD。将制备所得的聚合物薄膜应用于超级电容器电极材料，比容量达到80～90F/g。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)及其制备方法，此方法合成的聚合物纳米网状薄膜可应用于超级电容器中。
背景技术
导电聚合物由于其结构的多样化以及可控性、质量轻、易加工等特点，在生物医药方面、电致变色材料、太阳能电池以及超级电容器等领域呈现出广泛的应用前景。
超级电容器作为一种新型电化学储能器件，凭借其较长的循环使用寿命、环境友好及安全性能高等优点，受到广泛的研究和关注。超级电容器的电极材料可分为三类：多孔碳材料、金属氧化物以及导电聚合物，导电聚合物作为超级电容器的研究对象起步相对比较晚，由于该类材料具有制备方便、成本低、比容高等优点，近年来成为超级电容器电极材料研究的热门。聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)具有很好的导电性，稳定性好，并且具有很好的成膜性，是应用于超级电容器电极的导电聚合物优选材料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)及其制备方法与应用。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)具体按照如下步骤进行制备：
在三电极电解池体系中，以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为单体，以四乙基六氟磷酸铵(TEAPF6)为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃(ITO)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法，在1.3～1.7V电压条件下进行电化学聚合反应，当聚合电量达到0.05～0.2C时，聚合结束，在-1～-0.7V负电位下脱掺杂50～100s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，经淋洗、烘干得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)；所述的电解液中，所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度为1～10mmol/L；所述的支持电解质四乙基六氟磷酸铵(TEAPF6)的初始终浓度为0.01～0.1mol/L。
进一步，本发明中所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度优选为5mmol/L；所述的支持电解质四乙基六氟磷酸铵(TEAPF6)的初始终浓度优选为0.1mol/L；所述的二氯甲烷溶剂规格为分析纯。
进一步，所述的工作电极依次经过0.3％氢氧化钠溶液、乙醇、丙酮、甲苯、乙醇、丙酮分别超声清洗15～20min，用氮气吹干所述的工作电极表面剩余溶剂后置于60℃真空干燥箱干燥1～2h，备用。
进一步，优选所述的恒电位聚合法为：在上述电解液环境中，在1.4V电压条件下聚合，当聚合电量达到0.05～0.2C时聚合结束，并且在-0.8V负电位下脱掺杂50～100s，经淋洗后得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)。
再进一步，所述的淋洗、烘干过程具体操作为：用二氯甲烷淋洗沉积在工作电极上的聚合物薄膜，然后将所述的聚合物薄膜置于60～80℃真空干燥箱中干燥10～12h后得到成品聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)。
本发明所制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)通过扫描电镜表征了其清晰的网状结构的形貌以及通过红外光谱表征了聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的结构，证实了所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的形成。
本发明的目的之二在于所制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)在制备超级电容器电极中的应用。
进一步，所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的性能测试方法为：配制0.1moL/L的高氯酸锂/乙腈溶液，以所制得的沉积在ITO工作电极上的聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜为超级电容器的工作电极，以铂片为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，组成三电极体系，在一定电压范围内通过循环伏安法测试电极在不同扫速下的电容量；通过恒电流充放电测试电极在不同电流密度下的电容量。
进一步，所述的一定电压范围为-0.2～0.8V；所述的不同扫速分别选取为300mv/s、200mv/s、100mv/s、50mv/s、20mv/s、10mv/s。
进一步，所述的不同电流密度分别选取为1A/g、2A/g、5A/g、10A/g。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)比容量达到80～90F/g，相比于文献中报道的PEDOT薄膜比容量为60F/g有了很大的提高。
(2)本发明通过改变聚合物微观结构能提高聚合物性能，具有很大的参考价值。
(3)本发明成本低，操作简单，且制备过程无污染，符合绿色化学，保护环境的生态理念。
附图说明
图1是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)在60000倍率下的扫描电镜图。
图2是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)在10000倍率下的扫描电镜图。
图3是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)在100000倍率下的扫描电镜图。
图4是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的红外光谱图。
图5是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的循环伏安图。
图6是本发明制备的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的恒电流充放电图。
具体实施方式
实施例1
在三电极电解池体系中，配制EDOT(0.07109g，0.5mmol)，TEAPF6(2.7522g，0.01mol)，二氯甲烷(100mL)的电解液，以氧化铟锡导电玻璃(2.76958g)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，以饱和的氯化钾水溶液为第一液接，以所述的电解液为第二液接。在室温下采用恒电位1.4V进行电化学聚合，聚合电量0.05C，然后在负电位-0.8V下脱掺杂60s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，用二氯甲烷淋洗去除聚合物薄膜表面残留的电解液并在60℃真空干燥箱中干燥12h后得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)，称取所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)质量为2.76970g。该沉积有聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的ITO工作电极即用作超级电容器电极。
(2)超级电容器性能测试：将步骤(1)中的沉积有聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)ITO导电玻璃作为工作电极，配制0.1moL/L的高氯酸锂/乙腈溶液100mL作为电解液，以铂片(规格30*25*0.1mm)为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，组成三电极体系。在-0.2～0.8V电压范围内通过循环伏安法测试电极的电容量，扫速从大到小为300mv/s、200mv/s、100mv/s、50mv/s、20mv/s、10mv/s，扫描圈数为10圈；通过恒电流充放电测试电极在不同电流密度下的电容量，电流密度由大到小为1A/g、2A/g、5A/g、10A/g；所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)作为超级电容器电极材料的比容量为85F/g。
实施例2
其与实施1不同之处在于，步骤(1)中，在三电极电解池体系中，配制EDOT(0.07109g，0.5mmol)，TEAPF6(2.7522g，0.01mol)，二氯甲烷(100mL)的电解液，以氧化铟锡导电玻璃(2.77145g)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，以饱和的氯化钾水溶液为第一液接，以所述的电解液为第二液接。在室温下采用恒电位1.4V进行电化学聚合，聚合电量0.10C，然后在负电位-0.8V下脱掺杂70s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，用二氯甲烷淋洗去除聚合物薄膜表面残留的电解液并在60℃真空干燥箱中干燥12h后得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)，称取该聚合物薄膜质量为2.77159g。该沉积有聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的ITO工作电极即用作超级电容器电极。所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)作为超级电容器电极材料的比容量为83F/g。
实施例3
其与实施1不同之处在于，步骤(1)中，在三电极电解池体系中，配制EDOT(0.07109g，0.5mmol)，TEAPF6(2.7522g，0.01mol)，二氯甲烷(100mL)的电解液，以氧化铟锡导电玻璃(2.77292g)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，以饱和的氯化钾水溶液为第一液接，以所述的电解液为第二液接。在室温下采用恒电位1.4V进行电化学聚合，聚合电量0.15C，然后在负电位-0.8V下脱掺杂80s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，用二氯甲烷淋洗去除聚合物薄膜表面残留的电解液并在60℃真空干燥箱中干燥12h后得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)，称取所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)质量为2.77303g。该沉积有聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的ITO工作电极即用作超级电容器电极。所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)作为超级电容器电极材料的比容量为86F/g。
实施例4
其与实施1不同之处在于，步骤(1)中，在三电极电解池体系中，配制EDOT(0.07109g，0.5mmol)，TEAPF6(2.7522g，0.01mol)，二氯甲烷(100mL)的电解液，以氧化铟锡导电玻璃(2.77863g)电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，以饱和的氯化钾水溶液为第一液接，以所述的电解液为第二液接。在室温下采用恒电位1.4V进行电化学聚合，聚合电量0.20C，然后再负电位-0.8V下脱掺杂90s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，用二氯甲烷淋洗去除聚合物薄膜表面残留的电解液并在60℃真空干燥箱中干燥12h后得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)，称取聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)质量为2.77878g。该沉积有聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)的ITO工作电极即用作超级电容器电极。所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜(PEDOT-PD)作为超级电容器电极材料的比容量为87F/g。
Claims (10)
1.一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD。
2.如权利要求1所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD，其特征在于：所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜具体按如下方法进行制备：
在三电极电解池体系中，以3,4-乙烯二氧噻吩为单体，以四乙基六氟磷酸铵为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法电化学聚合得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD。
3.如权利要求2所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD的制备方法，其特征在于：所述的方法具体按照如下步骤进行制备：
在三电极电解池体系中，以3,4-乙烯二氧噻吩为单体，以四乙基六氟磷酸铵为支持电解质，以二氯甲烷为电解溶剂，混合均匀得到电解液，以氧化铟锡导电玻璃电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以银/氯化银电极为参比电极，在室温下采用恒电位法，在1.3～1.7V电压条件下进行电化学聚合反应，当聚合电量达到0.05～0.2C时，聚合结束，在-1～-0.7V负电位下脱掺杂50～100s，得到沉积在工作电极上的聚合物薄膜，经淋洗、烘干得到聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD；所述的电解液中，所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度为1～10mmol/L；所述的支持电解质四乙基六氟磷酸铵的初始终浓度为0.01～0.1mol/L。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的3,4-乙烯二氧噻吩单体的初始终浓度为5mmol/L。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的支持电解质四乙基六氟磷酸铵的初始终浓度为0.1mol/L。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的工作电极在使用前先依次经过质量分数为0.3％氢氧化钠溶液、乙醇、丙酮、甲苯、乙醇、丙酮分别超声清洗15～20min，然后用氮气吹干所述的工作电极表面剩余溶剂后置于60℃真空干燥箱干燥1～2h。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的恒电位聚合法为：所述的聚合电压为1.4V。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的脱掺杂负电位为-0.8V。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的淋洗、烘干过程具体操作为：用二氯甲烷淋洗沉积在工作电极上的聚合物薄膜，然后将所述的聚合物薄膜置于60～80℃真空干燥箱中干燥10～12h，得到成品聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD。
10.一种如权利要求1所述的聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜PEDOT-PD在制备超级电容器电极中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810997302.9A CN109243835A (zh) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810997302.9A CN109243835A (zh) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109243835A true CN109243835A (zh) | 2019-01-18 |
Family
ID=65068891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810997302.9A Pending CN109243835A (zh) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109243835A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323980A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 浙江工业大学 | 一种二氧化钛/聚三[2-(4-噻吩)苯]胺复合薄膜的制备方法和应用 |
| WO2023092630A1 (zh) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 东莞理工学院 | 一种三维多孔氮化钴-聚（3,4-乙烯二氧噻吩）柔性复合电极及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103098159A (zh) * | 2010-08-12 | 2013-05-08 | 麻省理工学院 | 柔性导电聚合物能量存储装置 |
| CN105887126A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-08-24 | 浙江工业大学 | 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）纳米线薄膜及其合成方法与应用 |
-
2018
- 2018-08-29 CN CN201810997302.9A patent/CN109243835A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103098159A (zh) * | 2010-08-12 | 2013-05-08 | 麻省理工学院 | 柔性导电聚合物能量存储装置 |
| CN105887126A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-08-24 | 浙江工业大学 | 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）纳米线薄膜及其合成方法与应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ANNA M. OSTERHOLM,ET AL: ""Optimization of PEDOT Films in Ionic Liquid Supercapacitors: Demonstration As a Power Source for Polymer Electrochromic Devices"", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES》 * |
| M. A. DEL VALLE,ET AL.: ""Influence of the Supporting Electrolyte on the Electrochemical Polymerization of 3,4-Ethylenedioxythiophene. Effect on p- and n-Doping/Undoping, Conductivity and Morphology"", 《INT. J. ELECTROCHEM. SCI.》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323980A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-23 | 浙江工业大学 | 一种二氧化钛/聚三[2-(4-噻吩)苯]胺复合薄膜的制备方法和应用 |
| WO2023092630A1 (zh) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 东莞理工学院 | 一种三维多孔氮化钴-聚（3,4-乙烯二氧噻吩）柔性复合电极及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Patil et al. | Chemical synthesis of highly stable PVA/PANI films for supercapacitor application | |
| Beidaghi et al. | Micro-supercapacitors based on three dimensional interdigital polypyrrole/C-MEMS electrodes | |
| Keskinen et al. | Asymmetric and symmetric supercapacitors based on polypyrrole and activated carbon electrodes | |
| CN106898492A (zh) | 一种共轭微孔聚合物薄膜的制备方法及其应用 | |
| Wu et al. | The impact of Fe3+ doping on the flexible polythiophene electrodes for supercapacitors | |
| CN102130326B (zh) | 一种高容量官能团化炭素层状电极及制备方法 | |
| Wang et al. | Design bifunctional nitrogen doped flexible carbon sphere electrode for dye-sensitized solar cell and supercapacitor | |
| CN109192527A (zh) | 一种以泡沫镍为基底的聚3,4-乙烯二氧噻吩超级电容器电极材料 | |
| CN109243835A (zh) | 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状薄膜pedot-pd及其制备方法与应用 | |
| Jin et al. | Preparation of the flexible polypyrrole/polypropylene composite fibrous film for electrochemical capacitor | |
| Wang et al. | A high-performance carbon-carbon (c/c) quasi-solid-state supercapacitor with conducting gel electrolyte | |
| CN109369890A (zh) | 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米网状结构薄膜及其制备方法与应用 | |
| CN108490051A (zh) | 一种柔性微型自驱动常温气体传感器及其制备方法 | |
| CN111029162A (zh) | 一种石墨烯/聚吡咯复合电极材料及制备与其在超级电容器中的应用 | |
| CN103198934A (zh) | 一种制造复合薄膜电极材料的方法 | |
| Ma et al. | Electrochemical preparation of poly (2, 3-dihydrothieno [3, 4-b][1, 4] dioxin-2-yl) methanol)/carbon fiber core/shell structure composite and its high capacitance performance | |
| Niu et al. | Supercapacitor properties of nanowire poly ((3, 4-dihydro-2H-thieno [3, 4-b][1, 4] dioxepin-3-yl) methanol) free-supporting films | |
| Yao et al. | Effect of graphene quantum dots on the capacitance performances of flexible PEDOT: PSS films | |
| CN109810245A (zh) | 一种DPEDOTs超级电容器电极及其制备方法 | |
| CN103258646A (zh) | 一种轻质、柔性电化学电容器电极制备方法 | |
| CN105957731B (zh) | 一种全固态非对称电容器及其制备方法 | |
| Sarac et al. | Nanofiber Network of Electropolymerized 3, 4-(2-Benzylpropylenedioxy) thiophene on Single Carbon Fiber Microelectrode | |
| Wu et al. | The impact of metal ion doping on the performance of flexible poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) cathode in dye-sensitized solar cells | |
| CN107964106A (zh) | 一种导电聚合物水凝胶的制备方法及其在超级电容器中的应用 | |
| CN113053678A (zh) | 一种rGO包覆MOFs衍生TiO2@C结构材料的制备方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |