D0I:10.13374/j.issn1001053x.1996.04.017 Vol.18 No.4 北京科技大学学报 第18卷第4期 Aug.1996 Journal of University of Science and Technology Beijing 1996年8月 导电高分子聚苯胺碳化材料的电化学性能 汪树军)刘庆国”仇卫华)周如琪)杨蕾玲2) 1)北京科技大学物理化学系，北京1000832)化工部北京化工研究院，北京100013 摘要采用具有一维线状结构的导电高分子聚苯胺为原料进行高温处理，制备成导电碳材料， 并将其做为二次锂电池的工作电极，组装成电池，进行电化学测试.结果表明：此方法制备的 碳材料具有较高的充放电容量和较好的充放电可逆性 关键词碳电极，阳极材料，锂离了电池，聚苯胺 中图分类号0646.21 聚苯胺不仅具有较好的电子导电特性，同时又具有高分子材料易加工性、密度小、成本 低等优点，因此在许多方面有着广泛的应用).但将导电高分子聚苯胺高温碳化处理，制备 成导电碳材料，还未见有任何报道.由于，导电碳材料的微观结构和电化学性能与其在制备 过程中使用的原材料有关，因此用具有一维线状结构的导电高分子聚苯胺制备导电碳材料 是一个新颖的有理论意义也有实用价值的研究课题. 本文采用化学聚合法合成聚苯胺，然后高温处理制成导电碳材料，将其做为工作电极， 组装成电池，来考察这种新型导电功能材料的电化学行为. 1 实验方法 (1)聚苯胺合成 取定量的0.40moM苯胺和1.0mol/1盐酸混合溶液，装人配有搅拌和加料装置的三颈瓶 中，在搅拌的情况下，滴加与苯胺等量的过硫酸胺水溶液.控制反应温度为20℃，聚合时 间为4h.反应结束后过滤，用蒸馏水洗涤至滤液呈中性，且用BaCl,溶液检验不出SO?-为 止.将产物在80℃恒温干燥48h,得干燥聚苯胺粉末样品. (2)聚苯胺碳化处理 称取定量聚苯胺粉末放人氧化铝坩锅内，在钼丝炉中进行不同条件下的高温处理，使聚 苯胺裂解碳化.在整个裂解碳化过程中向氧化铝坩锅内通入氩气进行保护.碳化升温速度为 2℃min,350℃时恒温2h,然后升至目标温度后再恒温2h,最后以3℃min降至室温. 升降温过程由Eurotherm8l8型程序控温仪控制， (3)X射线衍射分析 用DMax-RB12kW旋转阴极X射线衍射仪（日产）测量碳化处理后的粉末样品X射线 衍射谱 1995-01-11收稿 第一作者男37岁博士V 0 1 . 1 8 N O 一 4 A u g · 1 9 9 6 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s iyt o f S e i e n e e a n d T e c h n o l o gy B e ij in g 第1 8卷 第4期 1 9 9 6年 8 月 导电高分子 聚 苯胺碳 化材料 的 电化学性能 汪树军 ’ ) 刘庆 国 ` ) 仇卫 华 ’ ) 周 如琪 ’ ) 杨 蕾玲2) l ) 北京科技大学物 理化学系 . 北京 一0 0 0 5 3 2 ) 化工 部北京化工 研究 院 , 北京 1 0 0 0 13 摘要 采用 具有 一维线 状结构的 导电高分子聚苯胺 为原料进行 高温处理 , 制备成 导电碳材料 , 并将其 做为二 次铿 电池 的工作 电极 , 组装成 电池 , 进行 电化学测 试 . 结 果表 明: 此方法 制备的 碳材料具有 较高的充放电容量和 较好的充放 电可逆性 . 关键词 碳 电极 , 阳 极材料 , 锉 离了 电池 , 聚苯胺 中图分 类号 0 6 4 6 . 2 1 聚苯 胺 不仅具 有 较好 的 电子 导 电特性 , 同时又 具有 高 分子 材料 易加 工性 、 密 度小 、 成本 低等 优点 , 因 此在许多方 面 有着 广泛 的应 用 l[] . 但 将 导 电高分 子 聚苯胺 高温 碳化 处理 , 制备 成 导 电碳 材料 , 还 未 见有 任何 报 道 . 由于 , 导 电碳材 料 的微 观 结构 和 电化 学性 能 与其 在 制备 过 程 中使 用 的 原材 料 有 关 , 因此 用 具有 一 维 线状 结 构 的 导 电高 分 子 聚苯 胺 制备 导 电碳材 料 是 一个新 颖 的有 理论 意义 也有 实 用价值 的研 究 课题 . 本 文采 用化 学 聚合 法合 成 聚苯胺 , 然 后 高温处理 制成 导 电碳材 料 , 将 其做 为 工作 电极 , 组 装成 电池 , 来考 察这 种新 型 导 电功能 材料 的 电化学 行 为 . 1 实验方 法 ( l) 聚 苯胺 合成 取定 量 的 0 . 4 0 m o 班 苯胺 和 1 . 0 m o 价 盐酸 混 合溶 液 , 装 人 配有 搅拌 和加 料装置 的三 颈瓶 中 , 在搅 拌的情 况 下 , 滴 加 与苯胺 等 量 的过硫 酸 胺水 溶 液 . 控 制 反应 温 度 为 20 ℃ , 聚合时 间 为 4 h . 反应 结束 后过 滤 , 用蒸 馏水 洗涤 至滤 液呈 中性 , 且 用 B a 1C 2溶 液检 验不 出 5 0 ; 一 为 止 . 将产 物在 8 0 ℃ 恒 温 干燥 4 8 h , 得 干燥 聚苯 胺粉末 样 品 . (2) 聚苯胺 碳 化处 理 称 取定 量 聚苯胺 粉 末放 人氧 化铝 钳锅 内 , 在 钥丝 炉 中进行 不 同条件 下 的高温处 理 , 使 聚 苯 胺裂 解碳 化 . 在 整个 裂解 碳 化过 程 中向氧 化铝 柑锅 内通人 氢气进 行保 护 . 碳 化升 温速度 为 2 ℃ /m in , 3 5 0 ℃ 时恒 温 Z h , 然后 升至 目标 温度 后再 恒温 Z h , 最 后 以 3 ℃ /m in 降至 室温 . 升降温 过 程 由 E ur ot he mr 8 18 型 程序 控温 仪控 制 . (3 ) X 射 线衍 射分 析 用 D 彻 a x 一 BR 12 k w 旋 转 阴极 x 射 线 衍射仪 ( 日产 )测 量碳 化 处理 后 的粉 末样 品 X 射线 衍射谱 . 19 9 5 一 0 卜 H 收 稿 第一 作 者 男 37 岁 博士 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 04. 017