ナノ空間を利用した無機-導電性高分子複合材の創製とレドックスキャパシタへの応用

利用纳米空间创建无机导电聚合物复合材料及其在氧化还原电容器中的应用

基本信息

批准号：
17760543
负责人：
武井貴弘
金额：
$ 2.24万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

世界規模で解決しなければならないエネルギー・環境問題において、エネルギー利用の高効率化は非常に大きな課題である。メゾスコピックな材料設計は、材料の諸特性を飛躍的に向上させる方法として盛んに検討されてきている。本研究では、無機ホストとしてメソポーラスシリカもしくは層状酸化物を、有機ゲストに導電性高分子であるポリアニリンを用い、ナノ空間を有する無機-導電性高分子複合体の作製およびレドックスキャパシタへの応用を観点とした電気化学特性の評価を行った。1.メソポーラスシリカ-ポリアニリン複合体の作製とその電気化学特性約3nmの均一な細孔を持つメソポーラスシリカにポリアニリンを導入した複合体の作製に成功した。また、硫酸水溶液中での電気化学特性評価を行った結果、バルク体のポリアニリンと比較して数倍のキャパシタンスを持つことを明らかにした。2.層状リン酸塩層状チタン酸塩、マンガン酸塩、タングステン酸塩について、剥離再構築法により導電性高分子をその層間にインターカレーションした配向性無機-有機複合配向膜の作製に成功した。またそれらの電気化学特性についても検討した。3.層状リシ酸塩層状リン酸塩を剥離させ、アニリン分散液に添加し、電気化学処理を行うことで層状リン酸塩の層間にポリアニリンがインターカレーションされた厚さ数十ミクロンの配向性複合膜の作製に成功した。この方法は、現状の無機-有機複合配向膜に対して数十〜数百倍程度の厚膜が簡便に作製できる新規的な方法であると考えている。また、これらの電気化学特性を評価したところ、チタン、ジルコニウムおよびスズのリン酸塩では、リン酸ジルコニウムを用いた場合に最も大きなキャパシタンスが得られた。

提高能源利用效率是全球范围内必须解决的能源和环境问题中极其重要的问题。介观材料设计作为一种显着改善材料各种性能的方法已得到积极研究。在这项研究中，我们使用介孔二氧化硅或层状氧化物作为无机主体和聚苯胺（一种导电聚合物）作为有机客体，创建了具有纳米空间的无机-导电聚合物复合材料，并评估了其在氧化还原电容器中的电化学性能。 1.介孔二氧化硅-聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能我们成功地制备了一种将聚苯胺引入到介孔二氧化硅中的复合材料，其孔径约为3 nm。此外，在硫酸水溶液中评价电化学特性的结果表明，其电容比本体聚苯胺的电容高数倍。 2.对于层状磷酸盐层状钛酸盐、锰酸盐和钨酸盐，我们使用剥离重建方法成功地制备了层间插入导电聚合物的取向无机-有机复合配向膜。我们还研究了它们的电化学特性。 3.层状磷酸盐将层状磷酸盐剥离，添加到苯胺分散体中，进行电化学处理，形成厚度为数十微米的取向结构，其中聚苯胺插入层状磷酸盐层之间，成功地制造了复合材料。膜。我们认为，该方法是一种新颖的方法，可以轻松生产比目前的无机-有机复合配向膜厚数十至数百倍的薄膜。此外，当评估它们的电化学性能时，在钛、锆和锡的磷酸盐中，当使用磷酸锆时获得最大的电容。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

Silylation of layered zirconium hydroxy phosphate and its porous properties

DOI：
10.1007/s10853-006-1418-4
发表时间：
2007-01
期刊：
Journal of Materials Science
影响因子：
4.5
作者：
T. Takei;Y. Yonesaki;N. Kumada;N. Kinomura
通讯作者：
T. Takei;Y. Yonesaki;N. Kumada;N. Kinomura

Anordic Electrodeposition of Highly Oriented Zirconium Phosphate and Polyaniline-Intercalated Zirconium Phosphate Films

高取向磷酸锆和聚苯胺插层磷酸锆薄膜的阳极电沉积

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. Am. Chem. Soc. 128・51
影响因子：
0
作者：
T.Takei;Y.Kobayashi;H.Hata;Y.Yonesaki;N.Kumada;N.Kinomura;T.E.Mallouk
通讯作者：
T.E.Mallouk

Preparation of Polyaniline/Mesoporous Silica Hybrid and Its Electrochemical Properties

聚苯胺/介孔二氧化硅杂化物的制备及其电化学性能

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Journal of Porous Materials 12
影响因子：
0
作者：
Takahiro TaKei;Kohei Yoshimura;Yoshinori Yonesaki;Nobuhiro Kumada;Nobukazu Kinomura
通讯作者：
Nobukazu Kinomura