[发明专利]一种聚吡咯‑二氧化钛或氮化钛‑聚苯胺同轴三层纳米管阵列复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明提供一种同轴三层纳米管阵列复合材料，包括二氧化钛或氮化钛纳米管阵列骨架、骨架外壁面聚合沉积而成的聚吡咯纳米管及骨架内壁面聚合沉积而成的聚苯胺纳米管。还提供了上述同轴三层纳米管阵列复合材料的制备方法及其电化学储能应用。该复合材料以二氧化钛或氮化钛纳米管为骨架制得，骨架具有的中空结构以及均匀管间距可以吸收导电聚合物充放电时引起的体积收缩和膨胀，增强电极材料的循环寿命；多空隙中空管状结构使得聚苯胺和聚吡咯与掺杂剂电解质充分接触，有利于离子扩散与电荷转移；复合物材料同时包含p型掺杂特性聚吡咯与n型掺杂特性聚苯胺，充分利用溶液中阴、阳离子，从而获得高比电容、循环稳定性好的超级电容器电极材料。

主权项

一种聚吡咯‑二氧化钛或氮化钛‑聚苯胺同轴三层纳米管阵列复合材料，其特征在于：包括管墙独立结构的二氧化钛或氮化钛纳米管阵列骨架(1)、在二氧化钛或氮化钛纳米管阵列骨架(1)外壁面聚合沉积而成的聚吡咯纳米管(2)以及在二氧化钛或氮化钛纳米管阵列骨架(1)内壁面聚合沉积而成的聚苯胺纳米管(3)；所述聚吡咯‑二氧化钛或氮化钛‑聚苯胺同轴三层纳米管阵列复合材料为一组具有同心轴的三层纳米管紧密有序排列形成的阵列结构，所述的具有同心轴的三层纳米管外层为聚吡咯纳米管，中间层为二氧化钛或氮化钛纳米管，内层为聚苯胺纳米管；所述聚吡咯纳米管(2)是由聚吡咯采用真空条件下的化学聚合法成核预处理和电化学聚合反应沉积形成，所述聚苯胺纳米管(3)是由聚苯胺采用水热条件下的化学聚合法成核预处理和光助电化学聚合反应沉积形成。