[发明专利]应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极及其制备方法，属于电极材料领域。本发明所述的聚硒吩衍生物薄膜电极由单体合成，所述单体为单体1a‑e、单体2a‑c、单体3a‑c、单体4a‑f中任意一种；本发明还提供一种应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极的制备方法，用中性有机溶剂配制所述单体溶液，再向其中加入支持电解质，配成支持电解质摩尔溶度为0.1‑1mol/L的电化学溶液；通过恒电位法或连续循环伏安法在基质材料上得到聚硒吩衍生物层。本发明的超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极，采用聚硒吩衍生物薄膜作为超级电容器电极，具有较高的比电容值和比能量值及良好的充放电稳定性。

技术领域

本发明属于电极材料领域，特别是涉及一种应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极及其制备方法。

背景技术

由于超级电容器具有高功率密度、高稳定性、绿色环保和安全可靠等优点，其已成为热门的研究方向。市场调研公司IDTechEx在《2014-2024年的超级电容市场》报告中指出：到2024年，全球超级电容器市场价值将达到65亿美元，市场份额增大的同时会吞噬电池市场。

现在的超级电容器材料有导电聚合物、无机碳材料和金属氧化物三种。以聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及它们的衍生物为主的导电聚合物具有多种优势受到极大的关注。聚苯胺具有原料价廉、制备工艺简单、导电性优良等优点，并且可以通过化学或电化学的方法制得，使其在超级电容器电极材料应用中受到广泛研究。聚吡咯具有合成方便、可加工性高、充放电速度快、电导率高和能量密度高等优点在电化学显示装置、催化、电磁屏蔽、电池和微波吸收材料等领域得到应用。聚噻吩具有高电导率和较好的环境稳定性，从而在电极电池、传感器等领域得到广泛的应用。其中聚噻吩衍生物中研究最多的为聚3,4-乙撑二氧噻吩，其具有电导率高、环境稳定性好、循环寿命长、氧化还原电势窗口宽等优点，成为研究最多的材料之一。

与聚噻吩相比，作为其类似物聚硒吩在理论上带宽更低、链间电荷转移更强、氧化还原电势更低等优点。自2008年以色列威兹曼研究所Michael Bendikov等人报道了高效合成3,4-乙撑二氧硒吩的方法以来，越来越多的聚硒吩衍生物相继在J Am Chem Soc、AngewChem Int Ed、Adv Mater等国际著名期刊上被报道，使得聚硒吩衍生物的整体影响力迅速提升。

鉴于聚噻吩衍生物在超级电容器方面的出色表现，作为类似物的聚硒吩衍生物不仅在性能上与聚噻吩衍生物具有一定的相似性，而且其本身具有特殊的优点，因此可以预见其在超级电容器领域同样具有重要的研究潜力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较高的比电容值和比能量值及良好的充放电稳定性的应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种应用于超级电容器的聚硒吩衍生物薄膜电极，包括基质材料和位于所述基质材料上方的聚硒吩衍生物薄膜；

所述基质材料为铂、金、不锈钢和ITO导电玻璃中中任意一种；

所述聚硒吩衍生物薄膜为单体1a-e、单体2a-c、单体3a-c、单体4a-f中任意一种合成，所述单体1a-e、单体2a-c、单体3a-c、单体4a-f的结构式分别如下：