超分子诱导碳基导电聚合物有序纳米结构复合材料的制备与电容性能研究

基本信息
批准号:21703200
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张旺
学科分类:
依托单位:扬州大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:倪鲁彬,朴元哲,还龙,张秀娥,柴华
关键词:
碳纳米材料电化学电容器超分子化学导电聚合物
结项摘要

Generally, the ordered nanostructures of materials can improve their electrochemical properties. Facing the challenges of controllable nanomaterials and requirements for developing capacitor materials with high performance, the applicant based on the previous studies of supramolecular chemistry and carbon based capacitor, will prepare carbon/conductive polymer composite with controllable ordered nanostructure by supramolecular interaction, and design high performance capacitors. The regulation mechanism between micro/nano structure materials and the capacitance performance will be discussed. (1) Based on the physical and chemical modified methods, we will focus on the supramolecular inclusion with conductive polymer monomer to design and choose suitable supramolecular host molecules, modify host molecules on the surface of carbon nanomaterials, and enrich conductive polymer monomer by supramolecular functional carbon nanomaterials. (2) To control the polymerization conditions, supramolecular enrichment and self-assembly between the supramolecular host molecules and conductive polymer monomers will prompt the controllable growing of conductive polymer on the surface of carbon nanomaterials orderly, which will prepare carbon/conductive polymer composites. The control relation and mechanism of supramolecular system on the scale, structure and morphology of composites will be studied. (3) The capacitance characteristics of the composites will be studied. The influence of the micro/nano structures on the electrochemical energy storage properties by supramolecular induction will be explored. In this study, we can not only expand the controllable growth method of conducting polymers on the surface of carbon materials, but also provide a theoretical study for the preparation of novel electrochemical energy storage materials.

通常,材料的有序纳米结构能够显著改善其电化学性能。针对材料可控纳米化面临的挑战和研发高性能电容材料的要求,申请人以超分子化学和碳基电容的前期研究为基础,通过超分子诱导作用合成具有可控有序纳米结构的碳基导电聚合物复合材料,设计高性能电容器,探讨材料微纳结构与电容性能的调控机理。1、以物理化学方法,将可与导电聚合物单体进行超分子包合的超分子主体化合物修饰到碳纳米材料表面,通过超分子功能化碳纳米材料富集聚合物单体。2、控制反应条件,实现超分子作用诱导导电聚合物在碳纳米材料表面的有序可控生长,制备碳基导电聚合物复合材料,研究超分子体系对其纳米尺度、形貌结构的调控关系和机理。3、研究复合材料电容特性,探究超分子诱导作用形成的复合材料微纳结构对其电容性能的影响和构效关系,以研发高性能超级电容器。本研究,不仅拓展了导电聚合物/碳材料的可控复合方法,而且为新型电化学储能材料的制备提供了一定的理论依据。

项目摘要

本项目通过化学修饰或自组装的方式,制备了环糊精超分子功能化碳纳米材料,选择主体化合物(如聚苯胺),实现其在碳纳米材料表面的富集,调控聚合物反应条件,以碳纳米材料作为“纳米骨架”,使导电聚合物单体在碳纳米材料表面可控聚合生长,制备具有有序纳米结构的碳基导电高聚物复合材料。改变主体分子的浓度,可调节聚合物层的厚度,实现导电高聚物单体在碳纳米材料表面的可控聚合,其复合材料具有更为优异的比容量、倍率特性和循环稳定性。在此基础上,研究了柱芳烃在石墨烯材料中的负载和分布特性,探索其电化学性能。实现了聚苯胺/柱芳烃在石墨烯表面的可控聚合,制备出柱芳烃/聚苯胺/石墨烯复合材料,并用于超级电容器材料。.研究了以柠檬酸钾碳化制备的三维互联结构的多孔碳纳米片为基体,用溶剂法合成少层和小尺寸碳纳米片/MoS2复合材料,作为电催化析氢反应电极材料。此外,采用静电纺丝和酸刻蚀的方法制备了具有超分子捕获能力的Fe2O3/β-环糊精/聚丙烯腈多孔纳米纤维。.根据项目计划书,各项目任务现已完成。项目执行期间取得了较好的研究成果,共计发表SCI论文7篇,申请专利6项。项目执行期间,培养毕业硕士3名。完成项目计划书中的研究目标。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
5

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019

相似国自然基金

1

导电聚合物有序纳米结构的制备及其电容性能研究

批准号:20974029
批准年份:2009
负责人:魏志祥
学科分类:B0503
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
2

水解诱导聚乳酸及其碳基纳米复合材料分子有序与结晶的研究

批准号:51473137
批准年份:2014
负责人:王勇
学科分类:E0302
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
3

嵌段共聚物诱导制备可控纳米结构导电聚合物及其电容特性研究

批准号:51763023
批准年份:2017
负责人:阿孜古丽·木尔赛力木
学科分类:E0310
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
4

三维介孔石墨烯/导电聚合物复合材料的可控制备及其超电容性能研究

批准号:51472166
批准年份:2014
负责人:侯朝霞
学科分类:E0205
资助金额:82.00
项目类别:面上项目