甲壳素纳米纤维/碳纤维/聚吡咯复合超级电容器电极材料的制备开题报告

全文总字数：2349字

1. 研究目的与意义

研究目的：研究甲壳素纳米纤维基聚吡咯/碳纤维复合电极材料的制备，并测试其各项性能。

研究意义：超级电容器是一种介于传统电容器和蓄电池之间的新型储能装置。它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保、温度特性好等优点，可以解决我们生活中所面临的许多能源问题，用途十分广泛。

甲壳素是一种天然高分子化合物。它的来源广泛，具有等性质,但由于不溶于水和大多数有机溶剂,使其应用受到限制。甲壳素还具有良好的可加工性能,可固定贵金属、半导体纳米材料等活性催化物质,同时其本身也具有催化作用,是一类绿色环境友好的高分子催化材料。

2. 国内外研究现状分析

许健等采用电沉积法制备碳纤维层状复合电极材料,通过xrd、sem和电化学工作站等分别测试碳纤维基体层状复合电极材料表面活性层物相结构、组织形貌和电催化活性,并比较碳纤维电极与传统铅合金电极的质量以及两种电极材料的耐腐蚀性能。

姚清照等分别用恒电流、恒电位、循环伏安法、电沉积与恒电流相结合等电化学方法,制备了新型碳纤维布基聚吡咯修饰电极,用扫描电子显微镜(sem)观察了其表面形貌,研究了吡咯在碳纤维布基上的聚合条件和膜的生长过程,研究了聚吡咯修饰电极对氟离子的电流响应特性。

jin等以三氯化铁为氧化剂,采用吡咯液相沉积聚合方法制备聚吡咯-碳纤维(ppy-cf),然后与环氧树脂(ep)复合,制得ppy-cf/ep复合材料,并对其进行拉伸性能测试,研究了聚合温度对ppy-cf/ep复合材料界面剪切强度(ifss)的影响。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）制备具有高长径比的甲壳素纳米纤维

（2）将甲壳素纳米纤维与碳纤维复合

4. 研究创新点

（1）以废弃的虾、蟹壳为原料制备甲壳素，符合绿色环保、可持续发展的政策。

（2）采用研磨超声结合的方法制备出性能优越的甲壳素纳米材料。

（3）纯甲壳素强度高；碳纤维导电性强；聚吡咯电容性强，将这三者制成的膜具有高强度高导电性的超级电容器。