Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. Вып. 11
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
УДК 541.64+544.653+547.76
КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА
И АКТИВИРОВАННОГО ИК-ПИРОЛИЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА
КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ
© В. В. Абаляева1, Г. В. Николаева1, М. Н. Ефимов2*, О. Н. Ефимов1,
Н. Н. Дремова1, Г. П. Карпачёва2, Д. Г. Муратов2
1 Институт проблем химической физики РАН,
142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Н. Н. Семенова, д. 1
2 Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН,
119991, г. Москва, Ленинский пр., д. 29
* E-mail: efimov@ips.ac.ru
Поступила в Редакцию 27 февраля 2020 г.
После доработки 2 августа 2020 г.
Принята к публикации 7 августа 2020 г.
Разработан метод получения композитного покрытия на основе полианилина путем введения в поли-
мерную матрицу дисперсного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила, активированного щелочной
обработкой. Покрытие наносят из суспензии в муравьиной кислоте на графитовую фольгу, предвари-
тельно подвергнутую анодному травлению для улучшения смачиваемости электролитом. Полученные
композитные электроды для сернокислотных суперконденсаторов демонстрируют высокую стабиль-
ность работы при длительном циклировании. Значения удельной электрохимической емкости соста-
вили 0.89 Ф·см-2, что более чем в 2 раза превышает эту величину для электрода с полианилиновым
покрытием (0.41 Ф·см-2), испытанного в тех же условиях. Основной вклад в увеличение суммарной
емкости вносит двойнослойная емкость, обусловленная увеличением активной поверхности электрода.
Ключевые слова: суперконденсаторы; полианилин; активированный ИК-пиролизованный полиакри-
лонитрил; анодированная графитовая фольга; электрохимическое поведение; циклическая вольтам-
перограмма
DOI: 10.31857/S0044461820110067
Пористые углеродные материалы привлекают вни-
ется на протяжении сотен и даже тысяч зарядно-раз-
мание благодаря возможности их использования в
рядных циклов, широкий температурный диапазон
качестве носителей гетерогенных катализаторов, ад-
эксплуатации (-50÷60°С) и возможность достижения
сорбентов и фильтров, компонентов систем для хра-
кулоновской эффективности, близкой к 100%. В каче-
нения и преобразования энергии. В последнем случае
стве пористых углеродных материалов традиционно
особенно перспективно их применение в электро-
используют активированные угли и в последнее вре-
химических конденсаторах [1, 2]. Преимуществами
мя углеродные нанотрубки и графеноподобные мате-
электрохимических двойнослойных конденсаторов
риалы [3, 4]. Наряду с перечисленными материалами
являются высокая удельная энергия, которая сохраня-
развивается направление, связанное с активирован-
1567
1568
Абаляева В. В. и др.
ными углеродными материалами, которые получают
получали с использованием персульфата аммония
из углеродных предшественников физической или хи-
и дитионита натрия в водной среде при 60°C. Для
мической активацией. Химическая активация вклю-
получения активированного углеродного материала
чает обработку предшественника активирующим
сначала полиакрилонитрил подвергали термической
агентом (NH4OH, KOH, ZnCl2, H3PO4, и т. д.) [5, 6],
обработке под действием ИК-излучения на воздухе
что позволяет получать активированный углеродный
при 200°C в течение 20 мин. Полученный порошок
материал с хорошо контролируемыми характеристи-
пропитывали водным раствором гидроксида калия с
ками. Помимо широко распространенных природных
массовым отношением порошка полиакрилонитри-
полимеров (целлюлоза, лигнин, хитозан и др.) хоро-
ла к KOH, равным 1. Суспензию выдерживали при
шие результаты были получены с синтетическими
комнатной температуре 24 ч, после чего последова-
полимерами, в том числе содержащими гетероатомы,
тельно сушили в термо- и вакуумном шкафу при 70
такими как полианилин (ПАни), полипиррол и поли-
и 120°C соответственно до постоянной массы. Далее
акрилонитрил [7-13]. В работе [14] была предложена
проводили отжиг при 800°C в азотной атмосфере в
простая и эффективная методика синтеза активиро-
течение 2 мин в печи ИК-отжига [16]. Скорость на-
ванного углеродного материала на основе полиакри-
грева 50 град·мин-1. Полученный активированный
лонитрила, пиролизованного инфракрасным (ИК)
ИК-пиролизованный полиакрилонитрил промывали
нагревом и активированного обработкой щелочью.
дистиллированной водой до нейтрального pH и су-
Полученный активированный ИК-пиролизованный
шили при 120°C до постоянной массы.
полиакрилонитрил (ИК-ПАНа), характеризующий-
Получение электроактивных покрытий на осно-
ся высокой удельной поверхностью (~2000 м2·г-1),
ве полианилина и композита полианилин-активи-
был испытан в качестве электродного материала для
рованный ИК-пиролизованный полиакрилонитрил
суперконденсаторов. Достигнутая величина элек-
на анодированной графитовой фольге. Полианилин
трохимической емкости составила 210 Ф·г-1. Можно
синтезировали в стандартных условиях окисли-
предположить, что использование активированного
тельной полимеризации [17]. В качестве окисли-
ИК-пиролизованного полиакрилонитрила в качестве
теля использовали персульфат аммония. ПАни-
модификатора гибридного электрода на основе по-
ИК-ПАНа готовили смешением раствора полиа-
лианилина может существенно улучшить электрохи-
нилина в муравьиной кислоте с рассчитанным ко-
мические характеристики электрода за счет вклада
личеством активированного ИК-пиролизованного
двойнослойной емкости, обусловленной высокораз-
полиакрилонитрила. Предварительно навеску активи-
витой поверхностью активированного углеродного
рованного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила
материала.
(7 мас% от массы полимера) тщательно растирали
Цель работы — получение композитных покрытий
в ступке. Проводили обработку общей смеси ульт-
полианилин-активированный ИК-пиролизованный
развуком в течение 1.5 ч при охлаждении до 4-5°С.
полиакрилонитрил на поверхности анодированной
Образовавшуюся суспензию ПАни-ИК-ПАНа в му-
графитовой фольги и исследование электрохимиче-
равьиной кислоте (для электрода Э1) и раствор по-
ского поведения гибридных электродов для супер-
лианилина в муравьиной кислоте (для электрода Э2)
конденсаторов на их основе.
наносили несколькими слоями на 1 см2 поверхности
анодированной графитовой фольги, методика при-
готовления которой из графитовой фольги подроб-
Экспериментальная часть
но описана в [18, 19]. Количество активированного
В работе использовали полоски графитовой фоль-
ИК-пиролизованного полиакрилонитрила в составе
ги (ООО Унихимтех) толщиной 0.6 мм из одной
композитного материала ПАни-ИК-ПАНа cостав-
партии поставщика, полученной методом холодной
ляло 7 мас%. Суспензия хорошо впитывалась по-
прокатки терморасширенного графита без связующе-
верхностью фольги. Электроды сушили до постоян-
го [15]. Муравьиную кислоту (х.ч.), анилин (ч.д.а.),
ной массы и по разности масс до и после пропитки
акрилонитрил (99+%), дитионит натрия (х.ч.), пер-
определяли массу нанесенного покрытия, которая
сульфат аммония (х.ч.) использовали без дополни-
составила 0.57 мг, из которых 0.04 мг приходится на
тельной очистки.
активированный ИК-пиролизованный полиакрилони-
Получение активированного ИК-пиролизованного
трил и 0.53 мг на полианилин.
полиакрилонитрила. Полиакрилонитрил (среднечис-
Электрохимические исследования в потенцио-
ленная молекулярная масса Mn = 79 000, отношение
динамическом или гальваностатическом режиме
к средневесовой молекулярной массе Mw/Mn = 3.54)
проводили на потенциостате PS-7 (Элинс, Россия)
Композиты на основе полианилина и активированного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила...
1569
в герметичной трехэлектродной ячейке в протон-
электрода Э1 соответственно 280 и 67 эВ (рис. 1, а).
ном электролите 1 М H2SO4. Все потенциалы при-
ЕА-К = ЕА - ЕК составляет 213 эВ.
ведены относительно Ag/AgCl электрода сравнения.
Для исследования стабильности работы элект-
Вспомогательным электродом служила стеклоугле-
рода были проведены четыре последовательные се-
родная пластина площадью 1 × 5 см.
рии зарядно-разрядных испытаний со скоростями
Удельную электрохимическую емкость (Ф·см-2)
развертки потенциала 20, 50, 100 и 200 мВ·с-1 по
рассчитывали по формуле Cуд = itΔV-1, где i — удель-
500 циклов в каждой серии. Испытания показали
ная плотность тока (А·см-2); t — время разряда (с);
практически полное отсутствие потери емкости в
ΔV — область потенциалов (В), в которой происходит
исследуемом композитном материале. Величина то-
разряд. Для расчета электрохимической емкости в
ка остается практически постоянной на протяжении
единицах Ф·г-1 использовали значение удельной плот-
всех 500 циклов (рис. 1, б) при скорости развертки
ности тока в единицах А·г-1. Кулоновскую эффектив-
потенциала 100 мВ·с-1.
ность η определяли как отношение времени разряда к
Электрохимические характеристики электрода Э1
времени заряда согласно формуле η = tразр·tзар-1·100.
зависят от интервала циклирования. С увеличением
Электронно-микроскопические исследования осу-
анодного предела редокс-пары пиков ЕА = 280 мВ,
ществляли на растровом электронном автоэмиссион-
ЕК = 67 мВ (анодный потенциал 0.7 В) сдвигаются в
ном микроскопе Supra 25 (Zeiss) с рентгеноспектраль-
анодную область до ЕА = 559 мВ, ЕК = 452 мВ (анод-
ной энергодисперсионной приставкой INCA Energy
ный потенциал 1.0 В). При этом ΔЕА-К уменьшается
(Oxford Instruments). Разрешение на получаемых изо-
от 213 до 107 мВ (рис. 1, в). При сдвиге анодного
бражениях составляет 1-2 нм.
потенциала от +0.7 до +0.8 В наблюдается снижение
Рентгенофотоэлектронные спектры (РФЭС) вы-
интенсивности анодного А и катодного Б пиков с
сокого разрешения С1s и N1s регистрировали на
одновременным появлением новых пиков А* и Б*
электронном спектрометре для химического анализа
(рис. 1, в). При дальнейшем увеличении анодного
Specs PHOIBOS 150 MCD, рентгеновская трубка с
потенциала такая перестройка происходит достаточ-
магниевым анодом (MgKα-излучение, 1253.6 эВ). При
но быстро, и в окончательном виде на циклической
регистрации спектров вакуум в камере спектрометра
вольтамперограмме пики А и Б практически исчеза-
не превышал 3·10-9 мбар. Мощность источника со-
ют, регистрируются новые пики А* и Б* с минималь-
ставляла 225 Вт. Спектры регистрировали в режиме
ным значением ΔЕА-К = 107 мВ. После возвращения
постоянной энергии пропускания (40 эВ для обзорно-
к исходному интервалу потенциалов циклирования
го спектра и 10 эВ для отдельных линий). Обзорный
(-0.2÷ +0.7 В) (рис. 1, а) обнаружено, что площадь
спектр записывали с шагом 1 эВ, спектры отдельных
конечной циклической вольтамперограммы увели-
линий — с шагом 0.05 эВ.
чилась на 14% по сравнению с площадью исходной
Измерение площади удельной поверхности ак-
вольтамперограммы. Значения кулоновской эффек-
тивированного ИК-пиролизованного полиакрило-
тивности для электрода Э1 составляют 97-98%.
нитрила проводили на адсорбционном анализаторе
Уменьшение разности потенциалов до
удельной поверхности и пористости ASAP 2020 MP
ΔЕА-К = 107 мВ, возможно, связано с упорядоче-
(Micromeritics Instrument Corp.).
нием структуры композитного покрытия ПАни-
Ультразвуковое диспергирование осуществляли с
ИК-ПАНа на поверхности и в порах активирован-
использованием гомогенизатора МЭФ93.Т (МЭЛФИЗ
ного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила,
Ультразвук, Россия).
причиной которого явилось постепенное проник-
новение полианилина в поры активированного ИК-
пиролизованного полиакрилонитрила во время дви-
Обсуждение результатов
жения ионов и электролита. Гальваностатические
Электрохимическое поведение композитного
зарядно-разрядные кривые (рис. 2, а) позволили
покрытия на основе полианилина и активирован-
рассчитать значения удельной электрохимической
ного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила на
емкости Суд электрода Э1 при различных плотностях
анодированной графитовой фольге (электрод Э1).
тока. При плотности тока i = 2 мА·см-2 Суд составляет
Активированный ИК-пиролизованный полиакрило-
0.78 Ф·см-2 (1296 Ф·г-1) и 0.89 Ф·см-2 (1462 Ф·г-1) до
нитрил характеризуется высокоразвитой поверхно-
и по завершении всех исследований соответственно
стью, удельная площадь которой Sуд = 2438 м2·г-1,
(рис. 2, б).
объем пор 1.01 см3·г-1. Анодный ЕА и катодный ЕК
Следует отметить, что форма циклической вольт-
пики на исходной циклической вольтамперограмме
амперограммы электрода Э1 после всех проведенных
1570
Абаляева В. В. и др.
Рис. 1. Электрохимические характеристики электрода на основе полианилина и активированного ИК-пироли-
зованного полиакрилонитрила (масса нанесенного композитного слоя на основе полианилина и активированного
ИК-пиролизованного полиакрилонитрила 0.57 мг).
а) 1 — начальная циклическая вольтамперограмма, 2 — конечная циклическая вольтамперограмма и соответствующие
значения удельной электрохимической емкости Суд; б) 500 циклов заряда-разряда со скоростью 100 мВ·с-1; в) зависимость
вида циклической вольтамперограммы от анодного потенциала (1 — 0.7, 2 — 0.8, 3 — 0.9, 4 — 1.0 В); г) зависимость
тока от скорости развертки потенциала.
Рис. 2. Гальваностатические зарядно-разрядные кривые электрода на основе полианилина и активированного
ИК-пиролизованного полиакрилонитрила в зависимости от плотности тока (1 — 2, 2 — 3, 3 — 4, 4 — 5 мА·см-2;
ν = 20 мВ·с-1, 1 М H2SO4) (а) и зависимость удельной электрохимической емкости от плотности тока (1 — исход-
ная, 2 — конечная) (б).
Композиты на основе полианилина и активированного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила...
1571
исследований приобретает вид, характерный для кон-
(электрод Э2), не содержащего активированный ИК-
денсаторов (рис. 1, а, кривая 2), где основной вклад
пиролизованный полиакрилонитрил, и осажденного
вносит заряжение двойного электрического слоя и
из раствора полианилина в муравьиной кислоте на
снижены диффузионные ограничения, связанные с
поверхность анодированной графитовой фольги про-
транспортом противоионов (анионов) [20]. С этим
водили аналогично тому, как это описано в предыду-
выводом согласуются и линейная зависимость ве-
щем разделе. Как и для электрода Э1, имеет место
личины тока от скорости циклирования (рис. 1, г), и
изменение положения исходных редокс-пиков А и
линейная зависимость удельной электрохимической
Б, которые сдвигаются в анодную область (А* и Б*)
емкости от плотности тока (рис. 2, б). Этот эффект
с увеличением анодного потенциала циклирования
интересен тем, что наполнитель — активированный
(рис. 3, а). При этом наблюдается уменьшение значе-
ИК-пиролизованный полиакрилонитрил имеет низ-
ния ΔЕА-К от 215 (циклическая вольтамперограмма 1)
кую электропроводность, но заполнение пор поли-
до 113 мВ (циклическая вольтамперограмма 2).
анилином и электролитом улучшает ионный транс-
Рассчитанные из зарядно-разрядных кривых
порт и проводимость в композите.
(рис. 3, б) значения Суд составляют 0.42 Ф·см-2
Электрохимическое поведение покрытия на ос-
(1148 Ф·г-1) до циклирования и 0.41 Ф·см-2
нове полианилина на анодированной графитовой
(1126 Ф·г-1) после всех испытаний. Таким образом,
фольге (электрод Э2). Исследование электрохими-
в процессе электрохимических испытаний электро-
ческого поведения электрода на основе полианилина
да Э2 не происходит прироста суммарной емкости
Рис. 3. Электрохимические характеристики электрода на основе полианилина, нанесенного на анодированную
графитовую фольгу.
а — начальная (1) и конечная (2) циклические вольтамперограммы; б — зарядно-разрядные кривые, 20 мВ·с-1, 1 М
H2SO4; в — зависимость тока от скорости развертки потенциала; г — зависимость удельной емкости от плотности
тока.
1572
Абаляева В. В. и др.
Суд, как это наблюдалось при испытаниях электрода
Сопоставление характеристик электродов Э1
Э1. Присутствие высокопористого активированного
и Э2 приводит к заключению, что введение в со-
ИК-пиролизованного полиакрилонитрила в составе
став композитного материала активированного ИК-
электрода Э1 приводит скорее всего к росту двойно-
пиролизованного полиакрилонитрила повышает
слойной емкости электрода, что проявилось, как было
электрохимическую емкость нового гибридного ма-
показано выше, в приближении формы циклической
териала электрода при длительном циклировании.
вольтамперограммы к суперконденсаторной.
Отсутствие для электрода Э2 линейной зависимости
Рис. 4. Микрофотографии покрытия на основе полианилина и активированного ИК-пиролизованного полиакри-
лонитрила (а — вид сверху, б — вид под углом); полианилинового покрытия (в — вид сверху, г — вид под углом,
д — вид на разломе).
Композиты на основе полианилина и активированного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила...
1573
величины тока от скорости циклирования (рис. 3, в)
бильности работы электрода для сернокислотного
и величины удельной емкости от плотности тока
суперконденсатора. Такое включение достигается
(рис. 3, г) в исследуемом интервале скоростей раз-
нанесением покрытия на анодированную графито-
вертки потенциала свидетельствует о зависимости
вую фольгу из раствора полианилина в муравьиной
происходящих окислительно-восстановительных
кислоте, содержащего тонкую суспензию частиц
процессов для Э2 от диффузионных ограничений,
дисперсного активированного ИК-пиролизованного
связанных скорее всего с более плотной структу-
полиакрилонитрила.
рой полианилинового покрытия на анодированной
Использование в качестве токоотвода шероховатой
графитовой фольге. Значения кулоновской эффектив-
анодно-активированной графитовой фольги улучшает
ности для Э2 в исследуемом интервале плотностей
адгезию композитного покрытия к нему и электрон-
тока составляют от 92 до 96%. Эти значения ниже,
ную и ионную проводимость на границе электрод-
чем у Э1, что также может быть связано с диффузи-
электролит, что в свою очередь приводит к увеличе-
онными ограничениями при протекании редокс-про-
нию вклада заряжения двойного электрического слоя
цессов.
в электрохимическую емкость и позволяет повысить
Морфологические особенности покрытий на ос-
токи заряда-разряда.
нове полианилина и композита полианилин-акти-
вированный ИК-пиролизованный полиакрилонитрил
Финансирование работы
на анодированной графитовой фольге. Различия
в поведении электродов Э1 и Э2 могут быть свя-
Работа выполнена в соответствии с госзада-
заны с морфологическими особенностями покры-
нием Института нефтехимического синтеза им.
тий на анодированной графитовой фольге (рис. 4).
А. В. Топчиева РАН и госзаданием Института проблем
Покрытие ПАни-ИК-ПАНа (рис. 4, а) имеет глобу-
химической физики РАН АААА-А19-119071190044-3.
лярную морфологию с размером глобул от 100 нм до
1мкм. Возможно, так выглядят частицы активиро-
Конфликт интересов
ванного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила,
покрытые полианилином. Полианилиновое покрытие
Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-
(рис. 4, в) имеет вид мелкодисперсного, но более
ресов, требующего раскрытия в данной статье.
плотного, чем ПАни-ИК-ПАНа, зернистого мате-
риала с размером частиц менее 100 нм. Гомогенный
Информация о вкладе авторов
раствор полианилина в муравьиной кислоте при
осаждении на анодированной графитовой фольге
В. В. Абаляева — проведение электрохимических
образует достаточно плотное покрытие, оставаясь
исследований, анализ экспериментальных данных,
однородным плотным слоем только на ее поверхно-
написание текста рукописи; Г. В. Николаева — при-
сти (рис. 4, г, д). Покрытие ПАни-ИК-ПАНа также
готовление электродов для электрохимических ис-
находится только на поверхности (рис. 4, б), одна-
пытаний; М. Н. Ефимов — разработка метода син-
ко имеет рыхлую структуру, где частицы активиро-
теза активированного углеродного материала, его
ванного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила
приготовление, анализ экспериментальных данных,
покрыты тонким слоем полимера, что приводит к
подготовка рукописи к публикации; О. Н. Ефимов —
увеличению поверхности и соответственно к росту
анализ экспериментальных данных, написание тек-
двойнослойной емкости. Плотное полианилиновое
ста рукописи, обзор публикаций; Н. Н. Дремова —
покрытие (рис. 4, г) является труднодоступным для
проведение исследований методом сканирующей
электролита, редокс-процессы в электроде Э2 затруд-
электронной микроскопии; Г. П. Карпачёва — кон-
няются, и не наблюдается увеличения Суд в процессе
цепция статьи, анализ экспериментальных данных,
испытаний электрода.
написание рукописи; Д. Г. Муратов — синтез поли-
акрилонитрила, анализ экспериментальных данных.
Выводы
Информация об авторах
Включение в состав композитного покрытия
на активированной графитовой фольге высоко-
Абаляева Валентина Васильевна, к.х.н.,
пористого углеродного материала на основе ИК-
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5930-862X
пиролизованного полиакрилонитрила приводит
Николаева Галина Васильевна,
к повышению электрохимической емкости и ста-
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2076-7052
1574
Абаляева В. В. и др.
Ефимов Михаил Николаевич, к.х.н.,
[9]
Phan N. H., Rio S., Faur C., Le Coq L., Le Cloirec P.,
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7996-474X
Nguyen T. H. Production of fibrous activated carbons
Ефимов Олег Николаевич, к.х.н.,
from natural cellulose (jute, coconut) fibers for water
treatment applications // Carbon. 2006. V. 44. P. 2569-
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1505-2730
2577. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.05.048
Дремова Надежда Николаевна, к.ф.-м.н.,
[10]
Hu Y., Wang H., Yang L., Liu X., Zhang B., Liu
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5192-9790
Y., Xiao Y., Zheng M., Lei B., Zhang H., Fu H.
Карпачева Галина Петровна, д.х.н., проф.,
Preparation of chitosan-based activated carbon and
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4582-8226
its electrochemical performance for EDLC // J.
Муратов Дмитрий Геннадьевич, к.т.н.,
Electrochem. Soc. 2013. V. 160. N 6. P. H321-H326.
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4865-288X
https://doi.org/10.1149/2.062306jes
[11]
Chen T., Pan L., Loh T. A. J., Chua D. H. C., Yao Y.,
Chen Q., Li D., Qin W., Sun Z. Porous nitrogen-doped
Список литературы
carbon microspheres as anode materials for lithium
[1] Inagaki M., Konno H., Tanaike O. Carbon materials for
ion Batteries // Dalton Trans. 2014. V. 43. P. 14931-
electrochemical capacitors // J. Power Sources. 2010.
14935. https://doi.org/10.1039/C4DT01223B
V. 195. N 24. Р. 7880-7903.
[12]
Lu W., Marta S., Robert F. A. B. M., Gleb Y.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.06.036
Polypyrrole-derived activated carbons for high-
[2] Qu D. Studies of the activated carbons used in double-
performance electrical double-layer capacitors with
layer supercapacitors // J. Power Sources. 2002. V. 109.
ionic liquid electrolyte // Adv. Funct. Mater. 2011.
P. 403-411.
V. 22. P. 827-834.
https://doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00108-8
https://doi.org/10.1002/adfm.201101866
[3] Sharma P., Bhatti T. S, A review on electrochemical
[13]
Shen W., Fan W. Nitrogen-containing porous carbons:
double-layer capacitors // Energy Convers. Manage.
Synthesis and application // J. Mater. Chem. A. 2013.
2010. V. 51. P. 2901-2912.
V. 1. P. 999-1013.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010.06.031
https://doi.org/10.1039/C2TA00028H
[4] Shulga Y. M., Baskakov S. A., Abalyaeva V. V.,
[14]
Efimov M. N., Sosenkin V. E., Volfkovich Yu. M.,
Efimov O. N., Shulga N. Y., Michtchenko A., Lartundo-
Vasilev A. A., Muratov D. G., Baskakov S. A.,
Rojas L., Moreno-L. A. R., Cabañas-Moreno J. G.,
Efimov O. N., Karpacheva G. P. Electrochemical
Vasilets V. N. Composite material for supercapacitors
performance of polyacrylonitrile-derived activated
formed by polymerization of aniline in the presence of
carbon prepared via IR pyrolysis // Electrochem.
graphene oxide nanosheets // J. Power Sources. 2013.
Commun. 2018. V. 96. P. 98-102.
V. 224. P. 195-201.
https://doi.org/10.1016/j.elecom.2018.10.016
https:/doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.09.105
[15]
Savchenko D.V., Serdan A.A., Morozov V.A., Van
[5] Zhao J., Tang Zh., Qiu Y., Gao X., Wan J., Bi W.,
Tendeloo G., Ionov S. G. Improvement of the oxidation
Shen Sh., Yang J. Porous crumpled graphene with
stability and the mechanical properties of flexible
improved specific surface area based on hydrophilic
graphite foil by boron oxide impregnation // New
pre-reduction and its adsorption performance // J. Mater.
Carbon Mater. 2012. V. 27. N 1. P. 12-18.
Sci. 2019. V. 54. P. 8108-8120.
https://doi.org/10.1016/S1872-5805(12)60001-8.
https:/doi.org/10.1007/s10853-018-03288-5
[16]
Efimov M. N., Vasilev A. A., Muratov D. G.,
[6] Lu Y., Zhang S., Yin J., Bai C., Zhang J., Li Y., Yang Y.,
Baranchikov A. E., Karpacheva G. P. IR radiation
Ge Zh., Zhang M., Wei L., Ma M., Ma Y., Chen Y.
assisted preparation of KOH-activated polymer-
Mesoporous activated carbon materials with ultrahigh
derived carbon for methylene blue adsorption // J.
mesopore volume and effective specific surface area
Environ. Chem. Eng. 2019. V. 7. N 6. P. 103514.
for high performance supercapacitors // Carbon. 2017.
https://doi.org/10.1016/J.JECE.2019.103514
V. 124. N 1. P. 64-71.
[17]
Tzou K., Gregory R. V. Kinetic study of the chemical
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.08.044
polymerization of aniline in aqueous solutions //
[7] Ioannidou O., Zabaniotou A. Agricultural residues
Synth. Met. 1992. V. 1992. P. 267-277.
as precursors for activated carbon production //
https://doi.org/10.1016/0379-6779(92)90367-R
Renewable Sustainable Energy Rev. 2007. V. 11.
[18]
Абаляева В. В., Николаева Г. В., Кабачков Е. Н.,
P. 1966-2005. https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.03.013
Ефимов O. Н. Исследование влияния подложки
[8] Khezami L., Chetouani A., Taouk B., Capart R.
из стеклоуглерода и активированной графитовой
Production and characterisation of activated carbon
фольги на электрохимическое поведение компо-
from wood components in powder: Сellulose, lignin,
зитных покрытий на основе полианилина и его
xylan // Powder Technol. 2005. V. 157. P. 48-56.
N-замещенных производных // Электрохимия 2019.
https://doi.org/10.1016/j.powtec.2005.05.009
T. 55. № 8. C. 948-960.
Композиты на основе полианилина и активированного ИК-пиролизованного полиакрилонитрила...
1575
https://doi.org/10.1007/s10853-018-03288-5
[19] Ambrosi A., Pumera M. Exfoliation of layered
[Abalyaeva V. V., Nikolaeva G. V., Kabachkov E. N.,
materials using electrochemistry // Chem. Soc. Rev.
Efimov O. N. The Effect of supports of glassy-carbon
2018. V. 47. P. 7213-7224.
and activated graphite foil on the electrochemical
https://doi.org/10.1039/C7CS00811B
behavior of composite coatings based on polyaniline
[20] Volfkovich Y. M., Bograchev D. A., Rychagov A. Y.,
and its N-substituted derivatives // Russ. J.
Sosenkin V. E., Chaika M. Y. Supercapacitors with
Electrochem. 2019. V. 55. N 8. P. 745-755.
carbon electrodes. Energy efficiency: Modeling and
https://doi.org/10.1134/S1023193519080020 ].
experimental verification // J. Solid State Electrochem.
2015. V. 19. P. 2771-2779.
https://doi.org/10.1007/s10008-015-2804-0