通过温和的液相还原方法，无需表面活性剂或桥接分子，将铜纳米颗粒均匀地负载在酸化的碳纳米管(CNTs/Cu NPs)上。铜纳米颗粒表面光滑，无杂质。然后，通过乳液聚合法制备聚苯乙烯(PS)微球，并与CNTs/Cu NPs (CNTs/Cu NPs/PS)复合。采用原位聚合法制备了纳米铜/碳纳米管为核，聚苯胺为壳的核-壳结构(PANI@CNTs/Cu NPs/PS)。在高温下，PS开裂形成多孔结构，聚苯胺被碳化，实现了材料(NCMP)的氮掺杂。结果表明，酸化碳纳米管在碳纳米管的合成过程中起着至关重要的作用，使铜在碳纳米管上持续生长。均匀分散的铜纳米颗粒大小约为5 ~ 15 nm。当NCMP作为电极材料应用时，它表现出优异的电化学性能，是一种高性能的超级电容器。
 
图1  合成NCMP的原理图。
  图2. CNTs、PANI和NCMP的XRD图谱。
  图3 CNTs、PANI、CNTs/Cu NPs和NCMP的红外数据分析。
  图4. 用SEM观察样品的表面:(a) PS， (b) PANI， (c) CNTs， (d)酸化的CNTs, CNTs/Cu np /PS@PANI和(f) NCMP。
 
图5。(a, b) NCMP的低倍率TEM图像。(c, d)NCMP的HRTEM图像。(e)铜晶体的SAED图
NCMP。(f) NCMP的TEM元素成图。
  图6 XPS图像:(a)测量样品的XPS光谱，(b) NCMP中的C 1s， (C) NCMP中的N 1s， (d) NCMP中的Cu 2p。
  图7 在6m KOH电解液中测试了三电极体系的电化学性能。
  图8 采用双电极体系在6M KOH中测试了NCMP//NCMP的电化学性能。
 
       相关科研成果由黑龙江大学化学与材料科学学院Dongyu Zhao 等人于2022年发表在Energy Fuels (https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c02927)上。原文：Controllable Preparation of Cu NPs/CNTs@PANI Composites as Electrode Materials for Electrochemical Double-Layer Capacitors。

转自《石墨烯研究》公众号