1704

Лебедева М. В. и др.

Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 13

УДК 544.653

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЕРОДНОГО КОМПОНЕНТА

НА ТЕКСТУРНЫЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ПОЛИАНИЛИН-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ

Институт катализа СО РАН им. Г. К. Борескова

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, д. 5

E-mail: lebedeva@catalysis.ru

Поступила в Редакцию 15 октября 2019 г.

После доработки 15 октября 2019 г.

Принята к публикации 15 октября 2019 г.

Представлены результаты исследования текстурных и электрохимических свойств полианилин-угле-

родных композитов, используемых в качестве электродов суперконденсаторов. Композиты готовили

путем полимеризации анилина в присутствии углеродных материалов с разными текстурными харак-

теристиками и содержанием мономера. Показано, что текстурные характеристики и электрохими-

ческие свойства полученных композитных материалов углерод/полианилин определяются пористой

структурой исходного углеродного материала и содержанием полимера. Максимальная удельная

емкость была получена для композитного материала на основе углеродного материала с удельной

площадью поверхности 2290 м²·г^-1 и содержанием полианилина 61 мас% и составила 465 Ф·г^-1.

Ключевые слова: активированный уголь; полианилин; композитный материал; полимеризация; ем-

кость; суперконденсатор

DOI: 10.1134/S0044461819130097

Суперконденсаторы, устройства хранения элек-

нотрубки, материалы на основе графена и т. д. [2-4].

трической энергии, обладают уникальными характе-

Псевдоконденсаторы накапливают энергию за счет

ристиками, такими как высокая удельная мощность,

быстрых, обратимых реакций переноса электрона,

высокая скорость заряжения/разряжения, длительный

происходящих на поверхности электродов. В псев-

срок службы и низкие эксплуатационные расходы.

доконденсаторах используют оксиды переходных

Суперконденсаторы в настоящее время находят при-

металлов (RuO₂, MnO_x, NiО и др.), проводящие

менение в гибридных электромобилях, мобильных

полимеры (полианилин, полипиррол, политиофен

электронных устройствах, системах резервного пи-

и др.).

тания и т. д. [1].

Одним из путей создания материалов электродов,

В зависимости от характеристик материалов,

обладающих высокой удельной емкостью и стабиль-

используемых в электродах, суперконденсаторы

ностью, является разработка композитов на основе

можно разделить на конденсаторы с двойным элек-

материалов, способных накапливать энергию по раз-

трическим слоем и псевдоконденсаторы. В первых

ным механизмам. Например, углеродные материалы

накопление энергии происходит на границе раздела

могут служить стабильной проводящей матрицей, а

электрод|электролит за счет образования двойно-

второй компонент обеспечивать высокие значения

го электрического слоя. Зависимость емкости двой-

удельной емкости.

ного электрического слоя от площади поверхности

Проводящий полимер полианилин обладает ем-

используемого материала электрода существенно

костью до тысячи фарад на грамм, но в процессе

ограничивает значения получаемых характеристик.

заряжения/разряжения претерпевает циклические

В таких устройствах в электродах используют угле-

изменения структуры, при длительном использова-

родные материалы различной природы: пористые

нии приводящие к деградации, сопровождающейся

аморфные углеродные материалы, углеродные на-

ростом сопротивления, снижением удельной емко-

Влияние характеристик углеродного компонента на текстурные и электрохимические свойства...

1705

сти и постепенным разрушением электрода [5, 6].

С890-Пани22 состоит из углеродного материала с

Углеродный материал в композитном материале поли-

удельной площадью 890 м²·г^-1 и содержит 22 мас%

анилин/углерод задает пористую структуру, способ-

полианилина.

ствует замедлению деградации полимера и увеличе-

Текстурные характеристики образцов определя-

нию емкостных характеристик электрода. В качестве

ли методом низкотемпературной адсорбции азота с

углеродного компонента используют углеродные на-

использованием автоматизированной адсорбцион-

нотрубки [7, 8], активированные угли [9-11], графен

ной установки ASAP-2400 (Micromeritics Instrument

[12] и упорядоченные структуры [13, 14].

Corp., Norcross, GA, USA). Удельная площадь по-

Целью работы являлось изучение влияния тек-

верхности была рассчитана стандартным методом

стурных характеристик углеродного материала на

Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ) в соответствии

свойства композита полианилин/углерод, в том чис-

с рекомендациями IUPAC [19] и прямым методом

ле его структуру и электрохимические и емкостные

БЭТ [20], позволяющим избежать ошибки вслед-

характеристики.

ствие капиллярной конденсации в мезопорах диа-

метром до 3 нм. ИК-спектры записывали при ком-

натной температуре на спектрометре Varian 640 с

Экспериментальная часть

ZnSe-кристаллом.

Методика синтеза углеродных материалов под-

Для изготовления рабочего электрода для элек-

робно описана в работах [15, 16]. На первой стадии

трохимических измерений использовали смесь ис-

рисовая шелуха была карбонизирована в реакторе с

следуемого материала, проводящей добавки (угле-

кипящим слоем катализатора [17, 18]. Полученный на

родная сажа, Vulcan XC72) и связующей добавки

первой стадии продукт карбонизации углерод-крем-

(политетрафторэтилен, Sigma-Aldrich) в массовом

неземный композит C/SiO₂ активировали смешением

соотношении 0.85:0.1:0.05 соответственно. Смесь

с активирующим агентом и нагревали до темпера-

обрабатывали в ультразвуковой ванне 20 мин в рас-

туры активации. Для получения углеродного мате-

творе вода/изопропанол в объемном соотношении

риала с удельной площадью поверхности 890 м²·г^-1

0.9:0.1. Образец сушили при 70°С в течение 5 ч.

в качестве активирующего агента использовали

Рабочий электрод в форме таблетки диаметром 1 см

карбонат калия, Т_акт = 950°С; для получения угле-

и массой 6-7 мг получали прессованием электрод-

родного материала с площадью поверхности 1740 и

ной смеси. Эксперименты проводили в трехэлект-

2290 м²·г^-1 использовали активацию гидроксидом Na

родной ячейке в 1 M H₂SO₄ в качестве электролита.

и K, Т_акт = 850 и 700°С соответственно. Полученный

В качестве противоэлектрода использовали прес-

углеродный материал промывали до нейтральной

сованную таблетку углеродного материала с удель-

среды и сушили при температуре 120°С до постоян-

ной площадью поверхности 2290 м²·г^-1, Hg/HgSO₄

ной массы. Образцы обозначены в соответствии с их

электрод использовали как электрод сравнения. Все

удельной площадью поверхности.

значения потенциалов, указанные в статье, приведе-

Полианилин-углеродные материалы получа-

ны относительно обратимого водородного электро-

ли методом окислительной полимеризации анили-

да (о.в.э.). Электрохимические измерения проводи-

на в присутствии углеродного материала. Анилин

ли с использованием потенциостата-гальваностата

и углерод предварительно перемешивали в 0.1 М

Autolab PGSTAT30. Электрохимические характери-

HCl в течение 0.5 ч, затем охлаждали до 5°С на ле-

стики электродов исследовали методами цикличе-

дяной бане и при интенсивном перемешивании по

ской вольтамперометрии со скоростью развертки

каплям добавляли раствор окислителя, (NH₄)₂S₂O₈,

1 мВ·с^-1 и хронопотенциометрии при плотности тока

в 0.1 М HCl. Концентрации анилина и окислителя

0.2 А·г^-1.

0.2 и 0.25 моль·л^-1 соответственно. Получившийся

Емкость рассчитывали из кривых разряжения по

материал промывали раствором 0.1 М HCl, ацетоном

формуле

и деионизированной водой для удаления непрореа-

гировавших компонентов и олигомеров, затем суши-

ли в печи при температуре 70°С в течение 6 ч. Для

сравнения был синтезирован чистый полианилин

где С — удельная емкость (Ф·г^-1), i — плотность тока

по той же методике. Образцы обозначены в соот-

разряжения (A), t — время разряжения (с), E — окно

ветствии с используемым углеродным материалом

потенциалов (В), m — масса электрода (г).

и количеством полианилина, определенного на ос-

новании элементного анализа. Например, образец

1706

Лебедева М. В. и др.

Обсуждение результатов

10-15%, что характерно для полианилина. Переход

от «углеродной» к «полианилиновой» структуре ха-

Синтезированные образцы по текстурным харак-

рактеризуется резким падением удельной площади

теристикам, рассчитанным на основании изотерм

поверхности и объема микропор и, видимо, соответ-

адсорбции азота (табл. 1), можно условно разделить

ствует полному покрытию поверхности углеродного

на близкие к исходному углеродному материалу и

материала полимером. Отдельно нужно выделить об-

близкие к полианилину. Для первых, имеющих в

разцы на углеродном материале С2290, для которых

составе относительно низкое количество полиме-

в отличие от С890 и С1740 наблюдается рост доли

ра (до 30 мас%), наблюдается постепенное сниже-

микропор с увеличением содержания полимера, и

ние удельной площади поверхности и небольшое

даже для образца, содержащего 78 мас% полианили-

изменение доли микропор c сохранением основных

на, их доля мало отличается от чистого углеродного

особенностей пористой структуры исходного угле-

материала и составляет 0.42, в то время как площадь

родного материала. Вторые имеют низкую удельную

поверхности уменьшилась более чем в 20 раз до зна-

площадь поверхности 10-50 м²·г^-1 и долю микропор

чения 112 м²·г^-1.

Таблица 1

Характеристика пористой структуры углеродных материалов, полианилина и композитных материалов

Удельная поверхность, м²·г^-1

Объем пор (QSDFT), см³·г^-1

Образец

Доля микропор

прямая оценка

БЭТ [19]

D < 2 нм

D < 35 нм

БЭТ [20]

Полианилин

0.0071

0.080

0.09

С ер и я п оли ан и ли н/С890

С890

890

0.26

С890-Пани6

860

785

0.255

0.922

0.27

С890-Пани11

616

540

0.166

0.759

0.22

С890-Пани22

340

290

0.071

0.518

0.13

С890-Пани51

0.007

0.065

0.10

С ер и я п оли ан и ли н/С1740

С1740

2320

1740

0.89

1.34

0.66

С1740-Пани8

1976

1500

0.748

1.169

0.64

С1740-Пани21

1300

1015

0.487

0.818

0.59

С1740-Пани28

830

644

0.316

0.599

0.52

С1740-Пани38

0.021

0.140

0.15

С1740-Пани51

0.004

0.038

0.10

С ер и я п оли ан и ли н/С2290

C2290

3430

2290

0.95

2.08

0.45

С2290-Пани18

2410

1610

0.67

1.41

0.47

С2290-Пани37

1265

847

0.36

0.73

0.49

С2290-Пани48

192

152

0.073

0.12

0.61

С2290-Пани61

172

142

0.059

0.14

0.42

С2290-Пани78

112

105

0.053

0.124

0.42

Влияние характеристик углеродного компонента на текстурные и электрохимические свойства...

1707

щей Q=N⁺HB и B-NH^+•-B полимерным фрагментам,

что свидетельствует о формировании полианилина в

форме эмералдина [22, 23]. Практически все полосы

в спектрах композитных материалов смещены по

сравнению со спектром полианилина, что является

следствием взаимодействия полимера с углеродным

материалом. Величина сдвига зависит от количества

полимера, и его увеличение приводит к уменьшению

разницы между положением полос композитного ма-

териала и полимера, что объясняется уменьшением

влияния углерода [24, 25].

Электрохимические свойства углеродных и ком-

позитных материалов исследовались в трехэлект-

родной ячейке в водном электролите, 1 М H₂SO4.

Циклические вольт-амперные кривые (ЦВА-кривые)

полученные для образцов, представлены на рис. 2.

Кривые углеродных материалов (рис. 2, а) имеют

симметричную форму, близкую к прямоугольной.

В области потенциалов ~0.6 В наблюдается обрати-

Рис. 1. ИК-спектры полианилина, С1740 и композитных

мый пик, относящийся к переходу хинон-гидрохи-

материалов С1740-ПаниХ.

нон, что говорит о присутствии некоторого количе-

1 — С1740, 2 — С1740-Пани8, 3 — С1740-Пани21, 4 —

ства кислородсодержащих поверхностных групп [26].

С1740-Пани28, 5 — С1740-Пани38, 6 — С1740-Пани51,

Интенсивность тока, связанного с этим процессом,

7 — полианилин.

невелика, и наблюдаемый ток соответствует преиму-

* Колебания в хиноидных кольцах.

щественно процессу заряжения/разряжения двойного

** Колебания в бензоидных кольцах.

электрического слоя. ЦВА-кривые имеют схожую

На рис. 1 представлены ИК-спектры полианилина,

форму и различаются только интенсивностью реги-

С1740 и С1740-ПаниХ. Спектры композитных мате-

стрируемого тока вследствие разницы в удельных

риалов на основе С890 и С2290 имеют сходный вид.

площадях поверхности образцов.

На спектрах композитных материалов и поли-

При исследовании электрохимических свойств

анилина (рис. 1) присутствуют основные характер-

композитных материалов (рис. 2) анодный потенциал

ные для полианилина пики. Полосы 1573-1555 и

не превышал 0.8 В для предотвращения разрушения

1497-1488 см^-1 относятся к валентным ν(C-C)

полианилина. При потенциалах, близких к 1 В, про-

колебаниям хиноидных (N=Q=N) и бензоид-

исходит переход от частично окисленной формы по-

ных (N-B-N) колец в структуре полианилина.

лимера, эмералдина, к окисленной, пернигранилину.

Полосы 1240-1237 см^-1, присутствующие на спек-

Эта трансформация может сопровождаться разрывом

трах полианилина и композитных материалов, со-

полимерных цепей вследствие гидролиза иминных

держащих более 30 мас% полимера, связаны с

групп [6, 27]. Формы полианилина представлены на

C-N^+• валентными колебаниями поляронной структу-

схеме.

ры полианилина, являющейся характерной для протя-

В области потенциалов до ~0.2 В полианилин на-

женных полимерных цепей протонированной формы

ходится в непроводящей форме, и регистрируемый

полимера. На спектрах образцов с меньшим содержа-

ток определяется преимущественно процессами за-

нием полимера полосы в этой области отсутствуют,

ряжения/разряжения двойного электрического слоя

но наблюдаются полосы 1220-1213 см^-1, которые, ве-

углеродного материала. Последовательное снижение

роятно, относятся к валентным ν(C-N) колебаниям во

интенсивности тока в этой области свидетельствует

вторичных и третичных ароматических аминах или к

о частичном, возрастающем с увеличением содержа-

(C-H) плоскостным колебаниям в 1,4-двухзамещен-

ния полимера покрытии поверхности углеродного

ных феназиновых кольцах [21]. Это свидетельствует в

материала.

пользу того, что в образцах преобладают полимерные

В области потенциалов >0.2 В на ЦВА-кривых

цепи с низкой молекулярной массой.

можно видеть от одного до четырех обратимых пиков:

Полосы в интервале 1138-1124 см^-1 ассоциируют-

пик 1 — 0.3-0.35/0.27-0.32 В , пик 2 — 0.46-0.5/0.3-

ся с колебаниями в NH⁺= структуре, соответствую-

0.45 В, пик 3 — 0.6/0.61 В и пик 4 — 0.72-0.74/0.69-

Влияние характеристик углеродного компонента на текстурные и электрохимические свойства...

1709

0.71 В. Некоторые расхождения в положении пиков

материалов на основе активированных углеродных

для образцов можно объяснить сопротивлением, за-

материалов (табл. 2) дает возможность проследить

висящим от количества полимера в составе образца и

общую тенденцию: емкость композита тем выше, чем

толщины электрода. Пик 2 соответствует обратимому

больше емкость исходного углерода.

переходу между непроводящей формой полианилина,

В целом можно говорить, что при синтезе поли-

лейкоэмералдином и эмералдином, который сопрово-

анилина в присутствии углеродного носителя ха-

ждается существенным ростом интенсивности тока.

рактеристики конечного продукта определяются

Пики 1 и 3 присутствуют на образцах с низким

количеством мономера: при низких содержаниях

содержанием полианилина и соответствуют стабили-

анилина происходит образование стабилизирован-

зированным на поверхности углеродного материала

ных на поверхности интермедиатов и низкомолеку-

интермедиатам и низкомолекулярным продуктам по-

лярных продуктов, высокие содержания приводят

лимеризации анилина. Пик 1 — структуры, содер-

к формированию протяженных полимерных цепей

жащие феназиновые фрагменты, пик 2 — 4-амино-

[35]. При одной и той же концентрации мономера

дифениламин (см. схему). Также для этих образцов

в ходе синтеза характеристики продуктов полиме-

характерно наличие пика 4, относящегося к обрати-

ризации будут существенно зависеть от площади

мому переходу п-бензохинон/гидрохинон. Эти сое-

поверхности используемого углеродного материала:

динения являются продуктами гидролиза иминных

чем выше площадь поверхности, тем большее коли-

групп полианилина, фактически маркерами окис-

чество низкомолекулярных продуктов может быть

ления полимерных цепей. Наличие этого пика сви-

стабилизировано на поверхности и тем большее ко-

детельствует о нестабильности образцов с низким

личество полимера нужно нанести для образования

содержанием полианилина, окисление которых про-

«полноценного» полианилина.

исходит уже при хранении образцов на воздухе. На

При низком содержании полимера продукты поли-

ЦВА-кривых композитов с большим содержанием

меризации частично покрывают поверхность углеро-

полимера этот пик отсутствует — протяженные по-

да, и композиты имеют пористую структуру, схожую

лимерные цепи более стабильны и при хранении на

с исходным материалом. На ИК-спектрах этих ком-

воздухе не окисляются.

позитных материалов отсутствуют пики, характерные

Для всех образцов была рассчитана удельная

для поляронной структуры полианилина, являющейся

емкость из кривых разряжения при плотности тока

одним из критериев образования высокомолекуляр-

разряжения 0.2 А·г^-1 (табл. 2). Для углеродных мате-

ных продуктов. ЦВА-кривые характеризуются на-

риалов прослеживается зависимость удельной емко-

бором пиков, количество и интенсивность которых

сти от площади поверхности: чем больше площадь

зависит от соотношения продуктов полимеризации

поверхности, тем выше удельная емкость. Подобная

анилина в образце.

линейная зависимость характерна для активирован-

При увеличении количества наносимого полиани-

ных углей и описана в работах [28, 29].

лина поверхность углеродного материала полностью

Даже незначительное количество (5-10 мас%)

покрывается полимером, что приводит к резкому

полианилина в составе композита приводит к ро-

снижению удельной площади поверхности и доли

сту удельной емкости по сравнению с емкостью

микропор. Пористая структура и электрохимическое

исходного углеродного материала. Так, нанесение

поведение таких образцов схожи с полианилином:

8-10 мас% полианилина приводит к увеличению ем-

на ЦВА-кривых наблюдается один обратимый пик,

кости на 20-25%. Увеличение количества полиани-

относящийся к переходу лейкоэмералдин-эмералдин,

лина приводит к росту удельной емкости, которая

удельная площадь поверхности составляет несколько

достигает максимального значения для образца с

десятков квадратных метров.

наибольшим содержанием полимера внутри каждой

Таким образом, закономерности формирования

из серий.

полимера на поверхности углеродных материалов

Нужно отметить, что величина «стартовой» емко-

с различными текстурными характеристиками схо-

сти углеродного материала задает емкость композита,

жи, и основным различием является количество

что и наблюдается: емкость композитных материалов

полимера, при котором происходит формирование

на основе С2290 существенно выше, чем у С890-

«полноценного» высокомолекулярного полимера:

ПаниХ и С1740-ПаниХ при одинаковом содержании

для С890 — ~30 мас%, С11740 — ~ 40 мас% и для

полианилина. Анализ данных для композитных

С2290 — ~50 мас%.

1710

Лебедева М. В. и др.

Таблица 2

Значения удельной емкости композитных материалов на основе активированных углей*

Углеродный материал

Содержание полианилина, мас%

Удельная емкость, Ф·г^-1

Литературный источник

С890

Настоящая работа

С890-Пани6

105

С890-Пани11

142

С890-Пани22

200

С890-Пани32

260

С890-Пани51

357

С1740

166

С1740-Пани8

218

С1740-Пани21

264

С1740-Пани28

322

С1740-Пани38

357

С1740-Пани51

400

С2290

230

С2290-Пани6

289

С2290-Пани18

327

С2290-Пани37

363

С2290-Пани48

444

С2290-Пани61

465

Пористый углерод

[30]

Нет данных**

180

Активированный уголь

150

[31]

240

Активированный уголь

183

[32]

Нет данных**

260

Микропористный акти-

200

[33]

вированный уголь

Нет данных**

310

Активированный уголь

228

[34]

316

* Эксперименты проводили в 0.5 М H₂SO₄ [31], в остальных случаях — в 1 М H₂SO₄.

** Информация о содержании полианилина отсутствует.

Выводы

мер/углерод на основе активированных углей опреде-

ляются двумя основными факторами: текстурными

Проведенные исследования выявили, что характе- характеристиками исходного углеродного материала

ристики композитных материалов проводящий поли- и количеством полианилина. По текстурным харак-

Влияние характеристик углеродного компонента на текстурные и электрохимические свойства...

1711

теристикам образцы условно можно разделить на

[2] Peng C., Yan X. Bin, Wang R. T., Lang J. W., Ou Y. J.,

имеющие «углеродную» пористую структуру и «по-

Xue Q. J. Promising activated carbons derived

лианилиновую». Для первых сохраняются основные

from waste tea-leaves and their application in high

performance supercapacitors electrodes // Electrochim.

характеристики исходного углеродного материала.

Acta. 2013. V. 87. P. 401-408.

Вторые имеют характеристики, сходные с полимером

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.09.082

(удельная площадь поверхности 10-50 м²·г^-1, доля

[3] Yun Y. S., Yoon G., Kang K., Jin H.-J. High-performance

микропор 10-15%). Переход от одной структуры к

supercapacitors based on defect-engineered carbon

другой соответствует полному покрытию поверхно-

nanotubes // Carbon. 2014. V. 80. P. 246-254.

сти углеродного материала полимером.

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2014.08.063

Электрохимические свойства композитных мате-

[4] Gao B., Zhou H., Yang J. One-step preparation of

риалов последовательно изменяются с ростом содер-

nitrogen-doped graphene nanosheets for high-

жания полианилина. Для образцов с низким содер-

performance supercapacitors // Appl. Surface Sci.

жанием полианилина наблюдаются интермедиаты

2017. V. 409 P. 350-357.

полимеризации анилина, олигомеры и полимерные

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.03.015

цепи с низкой молекулярной массой. Композитные

[5] Okamoto H., Kotaka T. Structure and properties

материалы с содержанием полимера более 30 мас%

of polyaniline films prepared via electrochemical

polymerization. I: Effect of pH in electrochemical

имеют электрохимические характеристики, характер-

polymerization media on the primary structure and

ные для чистого полианилина. Удельная емкость ком-

acid dissociation constant of product polyaniline films

позитных материалов зависит от емкости исходного

// Polymer. 1998. V. 39. P. 4349-4358.

углеродного материала и количества полианилина.

https://doi.org/10.1016/S0032-3861(98)00013-5

Максимальная удельная емкость 465 Ф·г^-1 соответ-

[6] Salamifar E., Mehrgardi M. A., Mousavi M. F. Ion

ствовала образцу С2290-Пани61, полученному на

transport and degradation studies of a polyaniline-

основе углеродного материала с S_уд = 2290 м²·г^-1 и

modified electrode using SECM // Electrochim. Acta.

содержанием полианилина 61 мас%.

2009. V. 54. P. 4638-4646.

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.03.069

[7] Zhang H., Cao G., Wang W., Yuan K., Xu B., ZhangW.,

Финансирование работы

Cheng J., Yang Y. Influence of microstructure on

Работа выполнена при финансовой поддержке

the capacitive performance of polyaniline/carbon

nanotube array composite electrodes // Electrochim.

Российской академии наук, проект № АААА-А17-

Acta. 2009. V. 54. P. 1153-1159.

117041710087-3.

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.09.004

[8] Yoon S. B., Yoon E. H., Kim K. B. Electrochemical

Конфликт интересов

properties of leucoemeraldine, emeraldine, and

pernigraniline forms of polyaniline/multi-wall

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

carbon nanotube nanocomposites for supercapacitor

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

applications // J. Power Sources. 2011. V. 196.

P. 10791-10797.

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.08.107

Информация об авторах

[9] Olad A., Gharekhani H. Study on the capacitive

Лебедева Марина Валерьевна, к.х.н., ORCID:

performance of polyaniline/activated carbon

nanocomposite for supercapacitor application // J.

https://orcid.org/0000-0001-7963-0432

Polym. Res. 2016. V. 23.

Елецкий Петр Михайлович, к.х.н., ORCID: https://

https://doi.org/10.1007/s10965-016-1031-4

orcid.org/0000-0001-8899-9039

[10] Patil D. S., Pawar S. A., Devan R. S., Ma Y. R.,

Козлов Денис Владимирович, д.х.н., проф., ORCID:

Bae W. R., Kim J. H., Patil P. S. Improved

https://orcid.org/0000-0002-4107-8694

electrochemical performance of activated carbon/

polyaniline composite electrode // Mater. Lett. 2014.

V. 117 P. 248-251.

Список литературы

https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.11.129

[1] Zhang L., Hu X., Wang Z., Sun F., Dorrell D. G.

[11] Lebedeva M. V, Ayupov A. B., Yeletsky P. M., Par-

A review of supercapacitor modeling, estimation, and

mon V. N. Rice husk derived activated carbon/poly-

applications : A control/management perspective //

aniline composites as active materials for super-

Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018. V. 81

capacitors // Int. J. Electrochem. Sci. 2018. V. 13.

P. 1868-1878. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.283

P. 3674-3690. https://doi.org/10.20964/2018.04.34

1712

Лебедева М. В. и др.

[12] Liu H., Wang Y., Gou X., Qi T., Yang J., Ding Y. Three-

[22]

Baibarac M., Baltog I., Lefrant S., Mevellec J. Y.,

dimensional graphene/polyaniline composite material

Chauvet O. Polyaniline and carbon nanotubes based

for high-performance supercapacitor applications //

composites containing whole units and fragments of

Mater. Sci. Eng. B: Solid-State Mater. Advanced

nanotubes // Chem. Mater. 2003. V. 15. P. 4149-4156.

Technol. 2013. V. 178. P. 293-298.

https://doi.org/10.1021/cm021287x

https://doi.org/10.1016/j.mseb.2012.12.002

[23]

Stejskal J., Exnerová M., Morávková Z., Trchová M.,

[13] Ning X., Zhong W., Wan L. Ultrahigh specific surface

Hromádková J., Prokeš J. Oxidative stability of

area porous carbon nanospheres and its composite

polyaniline // Polym. Degrad. Stab. 2012. V. 97.

with polyaniline: preparation and application for

P. 1026-1033.

supercapacitors // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 25519-

https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.03.006

25524. https://doi.org/10.1039/C6RA00596A

[24]

Dmitrieva E., Dunsch L. How linear is «linear»

[14] Zhang L. L., Li S., Zhang J., Guo P., Zheng J.,

polyaniline? // J. Phys. Chem. B. 2011. V. 115.

Zhao X. S. Enhancement of electrochemical

P. 6401-6411. https://doi.org/10.1021/jp200599f

performance of macroporous carbon by surface

[25]

Zhou S., Mo S., Zou W., Jiang F., Zhou T., Yuan D.

coating of polyaniline // Chem. Mater. 2010. V. 22.

Preparation of polyaniline/2-dimensional hexagonal

P. 1195-1202. https://doi.org/10.1021/cm902685m

mesoporous carbon composite for supercapacitor //

[15] Eletskii P. M., Yakovlev V. A., Fenelonov V. B.,

Synthetic Metals. 2011. V. 161. P. 1623-1628.

Parmon V. N. Texture and adsorptive properties of

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2011.05.028

microporous amorphous carbon materials prepared

[26]

Kinoshita K. Carbon: Electrochemical and

by the chemical activation of carbonized high-ash

Physicochemical Properties. John and Wiley Sons,

biomass // Kinet. Catal. 2008. V. 49. P. 708-719.

1988. P. 533.

https://doi.org/10.1134/S0023158408050169

[27]

Rahmanifar M. S., Mousavi M. F., Shamsipur M.,

[16] Yeletsky P. M., Yakovlev V. A., Mel′gunov M. S.,

Riahi S. A study on the influence of anionic surfactants

Parmon V. N. Synthesis of mesoporous carbons by

on electrochemical degradation of polyaniline //

leaching out natural silica templates of rice husk //

Polym. Degrad. Stab. 2006. V. 91. P. 3463-3468.

Micropor. Mesopor. Mater. 2009. V. 121. P. 34-40.

https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.

https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2008.12.025

2005.12.014

[17] Larichev Y. V., Eletskii P. M., Tuzikov F. V., Yakov-

[28]

Lebedeva M. V., Yeletsky P. M., Ayupov A. B.,

lev V. A. Porous carbon-silica composites and carbon

Kuznetsov A. N., Yakovlev V. A., Parmon V. N. Micro-

materials from rice husk: production technology,

mesoporous carbons from rice husk as active materials

texture, and dispersity // Catal. Industry. 2013. V. 5.

for supercapacitors // Materials for Renewable and

P. 350-357.

Sustainable Energy. 2015. V. 4. P. 1-9.

https://doi.org/10.1134/S2070050413040065

https://doi.org/10.1007/s40243-015-0061-x

[18] Eletskii P. M., Yakovlev V. A., Kaichev V. V., Yazy-

[29]

Raymundo-Piñero E., Kierzek K., Machnikowski J.,

kov N. A., Parmon V. N. Texture and surface properties

Béguin F. Relationship between the nanoporous texture

of carbon-silica nanocomposite materials prepared by

of activated carbons and their capacitance properties in

the carbonization of high-ash vegetable raw materials

different electrolytes // Carbon. 2006. V. 44. P. 2498-

in a fluidized catalyst bed // Kinet. Catal. 2008. V. 49.

2507. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.05.022

P. 321-328.

[30]

Chen W. C., Wen T.C., Teng H. Polyaniline-deposited

https://doi.org/10.1134/S0023158408020201

porous carbon electrode for supercapacitor //

[19] Thommes M., Kaneko K., Neimark A. V., Olivier J. P.,

Electrochim. Acta. 2003. V. 48. P. 641-649.

Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K. S. W.

https://doi.org/10.1016/S0013-4686(02)00734-X

Physisorption of gases, with special reference to the

[31]

Salinas-Torres D., Sieben J. M., Lozano-Castelló D.,

evaluation of surface area and pore size distribution

Cazorla-Amorós D., Morallón E. Asymmetric hybrid

(IUPAC Technical Report) // Pure and Appl. Chem.

capacitors based on activated carbon and activated

2015. V. 87. P. 1051-1069.

carbon fibre-PANI electrodes // Electrochim. Acta.

https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117

2013. V. 89. P. 326-333.

[20] Mel′gunov M. S., Ayupov A. B. Direct method for

https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.11.039

evaluation of BET adsorbed monolayer capacity //

[32]

Zhou X., Li L., Dong S., Chen X., Han P., Xu H.,

Micropor. Mesopor. Materials. 2017. V. 243. P. 147-

Yao J., Shang C., Liu Z., Cui G. A renewable bamboo

153. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.02.019

carbon/polyaniline composite for a high-performance

[21] Trchová M., Šeděnková I., Konyushenko E. N.,

supercapacitor electrode material // J. Solid State

Stejskal J., Holler P., Ćirić-Marjanović G. Evolution

Electrochem. 2012. V. 16. P. 877-882.

of polyaniline nanotubes: The oxidation of aniline in

https://doi.org/10.1007/s10008-011-1435-3

water // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 9461-9468.

[33]

Lin Y. R., Teng H. A novel method for carbon

https://doi.org/10.1021/jp057528g

modification with minute polyaniline deposition to