RuO2／聚吡咯复合电极的制备及性能.pdfVIP

李 祥 等 ：RuO ／聚吡咯复合 电极的制备及性能 RuO2／聚吡咯复合 电极的制备及性能 李 祥 ，甘卫平 ，李 昌 ，黄小清 ，熬 斌 (1．中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410083； 2．贵州黎阳航空动力有限公司 工程技术部 ，贵州 安顺 561lOO) 摘 要： 通过热分解法及 电化学聚合法的复合工艺 2 实 验 制备 了RuO ／聚吡咯 (PPy)电极材料 。使 用涂覆 热 分解法于260℃热处理 3h制备得 RuO2薄膜 ，通过 电 2．1 钽基体的制备 化学聚合法把 PPy粒子沉积在 RuO 薄膜上。XRD RuO。／PPy复合电极的制备涉及涂覆热分解法及 表 明该复合物为非 晶相；红外光谱测试揭示 了相对应 电化学聚合氧化法两种工艺。由于RuO ／PPy电极进 离子结合在复合物 中；SEM 揭示了PPy粒子的增长规 行充放电反应时是在酸性 电解液中，而钽 (Ta)的耐蚀 律 。循环伏安及恒流充放 电测试了该复合 电极 的电化 性好 ，因此选取纯度为 99．95 且直径 O一27ram 的钽 学性能。沉积 时间25rain时，复合 电极的 电容量 与 片作为复合 电极 的基体材料；此外 ，钽片需要经过打 沉积 时间呈递增关系；沉积 时间25min时，复合 电极 磨 ，并用丙酮及混合碱液分别对其进行除油处理 。 的电容量与沉积时间呈递减关系。复合 电极的比电容 2．2 RuO2的制备 则随沉积时间的增加 而减 小。沉积 时间为 25min时， 室温条件下，一定质量的RuCI。·nH。O置于一定 其 比电容为 471F／g。RuOz／PPy电极循环稳 定性较 体积 的异丙醇溶液于 中搅拌 0．5h。然后采用旋转涂 好 。 覆法使 RuC1。·nH O溶液粘 附在钽基体上，并置于 关键词 ： RuO ；聚吡咯；涂覆热分解法；电化学聚合 ； 260~280℃空气炉中热处理 3～4h后随炉冷却到室温 比电容 6O℃出炉。 中图分类号 ： 0614．8 文献标识码 ：A 2．3 RuO ／PPy复合电极的制备 文章编号：1001—9731(2012)13—1793—04 把涂覆有 RuO：薄膜的钽片置于电解槽液中。槽 液中溶液的浓度组成为 ：0．1mol／L吡咯单体 (Py)和 1 引 言 0．5mol／LH。SO 溶液 。电化学聚合时采用恒流法 ， RuO2、MnO2、SnO2等口 过渡族金属氧化物，及 电流密度为 2mA／cm，沉积聚合时间分别为 5、10、15、 聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI)、聚噻吩等导 电聚合 2O、25、3O、35及 40rain。沉积结束后把该电极片置于 物 。可用作超级电容器电极材料 ，其 中RuO 的 比电 8O℃加热 12h。 容值高达 720F／g]。然而，RuO 用作 电极材料时成 2．4 RuO ／PPy复合 电极的质量、物理性能及 电化学 本较高 ，形成薄膜时孔径较小不利于电解液 的渗透，以 性能的测试 及在高充放电速率时功率迅速下降；而其它金属氧化 复合电极 的质量采用 电子天平 (精确度为0．01 物的比电容有限。因此这些缺陷制约了金属氧化物电 mg)。在薄膜 的制备过程 中，分别称量钽片、涂覆 极材料在商业上的应用 。与各种金属氧化物电极材料 RuO 及沉积 PPy后的质量 。 相比较 ，导电聚合物制备成 电极材料时因具有成本较 S