聚苯胺复合材料的电化学制备及其超电容性能研究的任务书.docx

聚苯胺复合材料的电化学制备及其超电容性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
电化学超级电容器是当前研究的热点之一，它具有高功率密度、长循环寿命、短充放电时间和卓越的耐高温、耐低温等优点，被广泛应用于气动车辆、智能化仪表、可穿戴电子产品、蓄电池管理系统和太阳能等领域。然而，目前广泛应用的超级电容器的电容性能与实际需求之间仍存在一定差距，且其高成本和不良环境影响问题限制了其大规模应用。因此，研究一种性能优良、成本低廉、环境友好的电化学超级电容器材料显得尤为重要。
聚苯胺作为一种高分子材料，具有良好的导电性、机械强度和化学稳定性。通过与其他物质复合，可以制备出具有优异电化学性能的超级电容器电极材料。随着纳米科技的发展，以聚苯胺为基础的复合材料因其结构新颖、性能优异的特点而备受关注。经过研究验证，以聚苯胺为基础材料，通过复合改性也可以制备出优化性能的超级电容器电极材料。本研究旨在通过电化学制备技术，制备出聚苯胺复合材料，并研究其超级电容性能。
二、研究内容
1.利用电化学技术制备聚苯胺复合材料。
2.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对聚苯胺复合材料进行表征。
3.研究聚苯胺复合材料的超级电容性能。
4.探讨聚苯胺复合材料的电化学性能与结构特点之间的关系。
三、研究方法和技术路线
1.制备聚苯胺复合材料的制备方法：采用电化学合成法；复合改性方法：氧化石墨烯、活性炭等复合改性。同时，分别对聚苯胺、氧化石墨烯、活性炭等材料的理化性质进行表征和分析。
2.利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、电化学工作站等对制备出的聚苯胺复合材料进行表征、分析。
3.采用电化学测试系统（电化学工作站）对聚苯胺复合材料的超级电容性能进行测试，包括循环伏安法、交流阻抗法等，分析其电化学性能与结构特点之间的关系。
4.其他常规实验方法：比表面积测试、电导率测试等。
四、研究预期结果和意义
1.本研究利用电化学技术制备出聚苯胺复合材料，并对其进行表征。
2.研究聚苯胺复合材料的超级电容性能，分析其电化学性能、结构特点之间的关系。
3.通过研究聚苯胺复合材料的超级电容性能，探讨优化聚苯胺复合材料的方法，进而提高超级电容器的性能并降低成本，为超级电容器的大规模应用提供技术支持。
五、研究周期
本研究预计为期18个月。
六、经费预算
本研究的预算为XXXXXX元，主要用于材料、实验设备以及实验耗材的购置。其中人工开支为XXX万元，材料及实验设备开支为XXX万元，差旅费及其它间接费用XXXX万元。
七、参考文献
[1]H.Huang,X.Cai,S.Xiong,etal.Flexiblepolyanilines/graphenenanocompositeswithenhancedelectricalconductivityandhighiodineabsorptionperformance[A].JournalofMaterialsChemistryC[C],2017,5(20):4814-4823.
[2]GaoL,LiYX,ZhaiT,etal.Super-alignedcarbonnanotuberibbonsserveasconductingscaffoldforgrowingPbTiO3nanorodsforhigh-performancelithiumionbattery[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2012,134(9):4088-4091.
[3]WangY,LiuJ,LiuY,etal.Facilesynthesisofsandwich-likenitrogen-dopedcarbonnanosheetsencasedFe3O4ashigh-performanceelectrodematerialforsupercapacitors[J].JournalofMaterialsChemistryA,2015,3(5):1762-1769.