سنتز ، شناسايي و بررسي خواص الكتروشيميايي نانوكامپوزيت سه تايي ولكان / پلي پيرول / كبالت اكسيد به عنوان ابرخازنها

Synthesis, Characterization and Electrochemical behavior investigation ternary nanocomposite Vulcan/polypyrrole/ Co3O4 as supercapacitors

نانوكامپوزيت آلي معدني ولكان/ پلي پيرول/ اكسيد كبالت VP-Co3O4 توسط پليمريزاسيون شيميايي درجا با استفاده معرف اكسنده آمونيوم پراكسي دي سولفات (APS) سنتز شد. شناسايي ساختار و مورفولوژي نانوكامپوزيت با استفاده از طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR) ، ميكروسكوپ روبشي الكترون (SEM) انجام شد. رفتار الكتروشيميايي پل پ ييرول تنها، تركيب دوتايي ولكان/ پل پ ييرول (VP) و تركيب سه تايي ولكان/ پلي پيرول/ اكسيد كبالت با استفاده از تكنيك هاي ولتامتري چرخه اي در سرعت روبش هاي مختلف ( 10 تا 60 ميلي ولت بر ثانيه)، شارژ دشارژ گالوانوايستايي و روش طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي در محلول سديم سولفات 1M صورت گرفت. مواد الكترودي سه تايي VP-Co3O4 ظرفيت ويژه F.g-1 350 را در سرعت روبشmV.s-1 50 نسبت به نانوكامپوزيت دوتايي (VP) و پل پ ييرول تنها كه به ترتيب داراي ظرفيت ويژه F.g-1 220 و F.g-1 112.5 هسنتند نشان مي دهد. نانوكامپوزيت سه تايي بعد از 1200 چرخه پايداري نسبتا خوبي با تضعيف ظرفيت ويژه كمتر از 10 درصد را نشان مي دهد.

Ternary organic- inorganic nanocomposite Vulcan/ polypyrrole/ oxide cobalt (VP-Co3O4) was synthesized by in situ chemical oxidation polymerization in the presence of ammonium persulfate (APS) as oxidant reagent. The structure and morphology nanocomposite were characterized using Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical behavior single polypyrrole, secondary nanocomposite Vulcan/ polypyrrole (VP) and ternary nanocomposite VP-Co3O4 was investigated by cyclic voltammetry method at different scan rates (10 to 60 mV.s-1), galvanostatic charge–discharge and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques in 1 mol/L Na2SO4. Hybrid nanocomposite VP-Co3O4 shows the specific capacitance of 350 F.g-1 at scan rate 50 mV.s-1 while polypyrrole and VP materials electrode at same scan rate have the specific capacitances of 112.5 F.g-1 and 220 F.g-1, respectively. Ternary nanocomposite indicated good stability after 1200 cycles attenuation of less than 10%.