5-磺基水杨酸掺杂聚吡咯/ZIF67复合材料的超电容性能

来源：复合材料学报杂志2022年第12期北京时间：

作者：李文青, 王艺锟, 王全璐, 张婷婷, 韩永芹,

摘要：为充分利用金属-有机框架化合物(MOF)丰富的多孔结构与导电聚合物的独特掺杂结构，研究掺杂剂对MOF/导电聚合物复合材料的结构及电化学性能的影响，以实现稳定的化学掺杂。通过调控Co²⁺与2-甲基咪唑的摩尔配比常温反应制备得到三维花状结构的ZIF-67(命名为Z8)；利用简便的原位聚合反应制备得到5-磺基水杨酸(5-SSA)掺杂聚吡咯(PPy)/Z8复合材料。Z8的引入能在一定程度上减少PPy微球的堆积，其与5-SSA之间的多重氢键、共轭效应等有利于PPy实现稳定的化学掺杂，其有利于电子及电解质离子的快速传输，并为PPy提供支撑。电化学测试结果表明，所有的复合材料中，PPy/10wt%Z8可获得最佳的电化学性能，其在1 A·g⁻¹的电流密度下的比电容可达300 F·g⁻¹。以PPy/10wt%Z8为正极，活性炭为负极，柔性碳布作为支撑体，聚乙烯醇(PVA)-H₂SO₄为电解质组装得到柔性非对称超级电容器，在1 mA·cm⁻²的电流密度下，其比电容为200 mF·cm⁻²，能量密度为71 μW·h·cm⁻²，功率密度为800 μW·cm⁻²，并且在10 mA·cm⁻²电流密度下循环10000次后，器件的电容保持率为80.2%，表现出良好的超电容特性。

关键词：磺基水杨酸, 聚吡咯, Z8, 复合材料, 超级电容器,