聚酰亚胺/活性炭复合材料的制备及其电化学性能

摘要

通过苝-3,4,9,10-四羧酸二酐与尿素在N,N-二甲基甲酰胺中的缩聚反应制得聚酰胺酸（PAA），然后将PAA与活性炭（AC）混合并进行热处理，最终获得聚酰亚胺/活性炭（PI/AC）复合材料。通过红外光谱和X射线衍射分析证实，AC不会影响PI的化学结构与排列方式。场发射扫描电子显微镜观察表明，PI/AC具有珊瑚状的三维结构，且AC颗粒均匀地分布在复合体系中。利用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试对复合材料的电化学性能进行了研究，结果表明，PI/AC复合材料在0.5 A·g^-1电流密度下的比电容为485 F·g^-1，显著高于PI(368 F·g^-1)和AC(275 F·g^-1)，这得益于其均衡的电子/离子传导性。此外，PI/AC在1 000次充放电循环后电容保持率为81.3%，显示出优异的循环稳定性。PI/AC复合电极材料可以有效激发PI与AC的协同效应，获得理想的电化学性能。

关键词

聚酰亚胺 / 活性炭 / 复合电极材料 / 超级电容器

基金资助

国家自然科学基金（51602230）