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以硫酸钛,四氯化钛和四氯化锡作为前躯体,采用化学氧化聚合法,以过硫酸铵作为氧化剂,制备了聚苯胺/钛(锡)氧化物杂化材料。红外光谱显示,杂化材料制备过程中经历的热处理过程并没有破坏聚苯胺的骨架结构。电镜照片显示,聚苯胺/钛氧化物杂化材料呈颗粒状,但是钛氧化物能均匀地分散在聚苯胺中;而聚苯胺/锡氧化物杂化材料具有较好的三维网络结构。
电化学研究表明,聚苯胺/钛(锡)氧化物杂化材料有比聚苯胺更宽的电化学窗口;它们在pH值≤5的酸性水溶液中均具有较好的氧化/还原可逆性。以硫酸钛体系中制备的聚苯胺/钛氧化物杂化材料(Ti(SO4)2/AN摩尔比为5)为电极材料的活性组分,充/放电研究表明,当充/放电电流密度为2.5 Ag-1时,聚苯胺/钛氧化物杂化材料的初始比容量约为495 Fg-1。尽管随着充/放电循环次数的增加,其比电容逐渐降低,但循环3000圈之后,该电极材料的比电容仍可达到245 Fg-1。尤其是高的倍率特性更具吸引力,当充/放电电流密度从0.5 Ag-1增加30 Ag-1时,该杂化材料的容量保持率高达70%,而以聚苯胺为活性物质的电极材料的容量保持率仅有55%。
因此该类杂化材料有望作为高功率密度电化学电容器的电极材料。此外,本研究还探索了一种制备多孔二氧化锡的方法,并通过原位氧化聚合法制备了该二氧化锡与聚苯胺的复合材料。