[发明专利]一种聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺‑二氧化钛纳米管阵列复合电极的制备方法，包括步骤：(1)对钛片进行阳极氧化得到二氧化钛纳米管阵列；(2)通过聚合反应制备聚苯胺溶液；(3)通过浸渍提拉镀膜将聚苯胺溶液负载于二氧化钛纳米管阵列表面，并干燥后得到聚苯胺‑二氧化钛纳米管阵列复合电极。本发明的制备方法可以形成纳米管簇，加强纳米管与基底的结合力，且形成的纳米管更加规整；且制备的纳米管阵列复合电极可以很好地改善聚苯胺的电化学稳定性和机械稳定性，从而获得较大的电容和长期的充放电循环稳定性，也可以改善TiO₂纳米管阵列的导电性。

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种用于静电杀毒的聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极的制备方法。

背景技术

静电杀毒是近几年兴起的适用于人员长时间聚集空间的空气消毒方法。主要包含静电吸附和负离子消毒等两个过程。该过程需要两个电极。孔令杰等报道了一种杀菌消毒除臭氧静电吸附电极及其制备方法([专利]发明专利CN202010728422.6)，该方法需要两个电极——静电集尘电极和放电电极，分别实现吸附和杀毒的功能。

超级电容器是新一代的能源装置，它不仅具有比电池更高的功率密度和比传统介电电容器更高的能量密度，而且可以弥补传统介电电容器与电池/燃料电池之间的缺口。超级电容器的性能与其电极密切相关，聚苯胺是一种制备超级电容器电极的赝电容材料，它的优点是导电率较高，缺点是在充放电过程中显示出较弱的电化学稳定性和循环稳定性。为了改善聚苯胺的性能，通常将它与其它材料复合。TiO₂纳米管阵列是一种理想的聚苯胺载体。

二氧化钛具有化学稳定性好、低花费、低毒性、自然资源丰富、对环境伤害较小等优点，采用阳极氧化法制备的高度有序排列的TiO₂纳米管阵列具有较大的比表面积，而且TiO₂纳米管阵列与金属基底紧密结合，金属基底可以直接用作集流体，既可以简化电极的制备工艺，又能够提高活性材料的利用率，所以TiO₂纳米管阵列的电化学活性优异。但是TiO₂纳米管阵列的缺点是导电性差，电化学活性低。将多孔聚苯胺负载于TiO₂纳米管阵列表面，可以很好地改善聚苯胺的电化学稳定性和机械稳定性，从而获得较大的电容和长期的充放电循环稳定性；另一方面，聚苯胺也改善了TiO₂纳米管阵列的导电性。

发明内容

发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种用于静电杀毒的聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极的制备方法，形成纳米管簇，加强纳米管与基底的结合力，且形成的纳米管更加规整。

技术方案：

一种聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极的制备方法，包括步骤：

(1)对钛片进行阳极氧化得到二氧化钛纳米管阵列；

(2)通过聚合反应制备聚苯胺溶液；

(3)通过浸渍提拉镀膜将聚苯胺溶液负载于二氧化钛纳米管阵列表面，并干燥后得到聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极。

所述步骤(1)之前还包括前处理步骤：将钛片置于硝酸：盐酸：水＝1：2：2的抛光液中抛光20s，取出用去离子水洗净，晾干，去除钛片表面的氧化层。

所述步骤(1)中，对钛片进行阳极氧化得到二氧化钛纳米管阵列具体为：

将质量百分浓度为2～5％的氟化铵和2％的水加入甘油溶液中，然后放入经前处理的钛片，在80～120mA/cm²的条件下恒流阳极氧化30min，阳极氧化反应的阴极为与前述相同大小的经前处理的的钛片。

所述步骤(1)中，对钛片进行阳极氧化得到二氧化钛纳米管阵列具体为：