通過溫和的液相還原方法，無需表面活性劑或橋接分子，將銅納米顆粒均勻地負載在酸化的碳納米管(CNTs/Cu NPs)上。銅納米顆粒表面光滑，無雜質。然后，通過乳液聚合法制備聚苯乙烯(PS)微球，并與CNTs/Cu NPs (CNTs/Cu NPs/PS)復合。采用原位聚合法制備了納米銅/碳納米管為核，聚苯胺為殼的核-殼結構(PANI@CNTs/Cu NPs/PS)。在高溫下，PS開裂形成多孔結構，聚苯胺被碳化，實現(xiàn)了材料(NCMP)的氮摻雜。結果表明，酸化碳納米管在碳納米管的合成過程中起著至關重要的作用，使銅在碳納米管上持續(xù)生長。均勻分散的銅納米顆粒大小約為5 ~ 15 nm。當NCMP作為電極材料應用時，它表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能，是一種高性能的超級電容器。
圖1 合成NCMP的原理圖。
圖2. CNTs、PANI和NCMP的XRD圖譜。
圖3 CNTs、PANI、CNTs/Cu NPs和NCMP的紅外數(shù)據分析。
圖4. 用SEM觀察樣品的表面:(a) PS， (b) PANI， (c) CNTs， (d)酸化的CNTs, CNTs/Cu np /PS@PANI和(f) NCMP。
圖5。(a, b) NCMP的低倍率TEM圖像。(c, d)NCMP的HRTEM圖像。(e)銅晶體的SAED圖
NCMP。(f) NCMP的TEM元素成圖。
圖6 XPS圖像:(a)測量樣品的XPS光譜，(b) NCMP中的C 1s， (C) NCMP中的N 1s， (d) NCMP中的Cu 2p。
圖7 在6m KOH電解液中測試了三電極體系的電化學性能。
圖8 采用雙電極體系在6M KOH中測試了NCMP//NCMP的電化學性能。
相關科研成果由黑龍江大學化學與材料科學學院Dongyu Zhao 等人于2022年發(fā)表在Energy Fuels (https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c02927)上。原文：Controllable Preparation of Cu NPs/CNTs@PANI Composites as Electrode Materials for Electrochemical Double-Layer Capacitors。
轉自《石墨烯研究》公眾號
