利用有机染料调节聚吡咯（polypyrrole）/二硫化钼（MoS2）复合材料的形态和理化性质，以应用于超级电容器领域

《Reactive and Functional Polymers》：Tuning the morphology and physicochemical properties of polypyrrole/MoS2 composites using organic dyes for supercapacitor applications

　　

伊斯兰·M·米尼西（Islam M. Minisy）|阿尔克什·B·帕特尔（Alkesh B. Patel）|祖扎娜·莫拉夫科娃（Zuzana Morávková）|玛格达莱娜·科内法尔（Magdalena Konefa?）|乌迪特·阿查里亚（Udit Acharya）|米洛斯拉夫·赫特卡（Miloslav Lhotka）|吉里娜·赫罗姆达科娃（Ji?ina Hromádková）|帕特里夏·博贝尔（Patrycja Bober）

摘要

与单一组分相比，含有MoS₂的导电聚合物复合材料表现出显著提升的物理化学性能。本文通过在场氧化聚合的方法，在MoS₂晶体存在下制备了不同ppy含量的聚吡咯（PPy）/MoS₂复合材料。为了诱导形成一维PPy纳米结构，使用了有机染料（甲基橙、藏红花素或酸性蓝25）作为形貌导向剂。PPy/MoS₂复合材料的直流导电性受ppy含量及所添加有机染料的类型共同影响。X射线衍射和拉曼光谱分析表明，在PPy制备过程中MoS₂的结构未发生改变，也未发生剥离现象。在所制备的复合材料中，含有55%ppy的PPy/MoS₂复合材料在0.5 A g^?1电流密度下表现出最高的导电性（41.5 S cm^?1）和电容值（201.4 F g^?1）。采用该复合材料制成的对称超级电容器在1 A g^?1电流密度下具有74.5 F g^?1的比电容，能量密度为6.62 Wh kg^?1，功率密度为400 W kg^?1，并且在10,000次循环后电容保持率为103.3%。这些结果表明，使用甲基橙制备的PPy/MoS₂复合材料是用于储能设备的有潜力候选材料。