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一步水热法合成聚苯胺/二氧化钛纳米复合物及其电化学性能
赖超，李国然，高学平*
（南开大学新能源材料化学研究所，天津，300071, E-mail: xpgao@nankai.edu.cn）

纳米电极材料，由于其独特的物理化学性质，受到了人们越来越多的关注；比如当把电极材料
的粒径减少到纳米尺度时，可以有效的减少锂离子和电子的扩散距离，增加电极材料和电解质的接
触面积，进而提高电极材料的放电容量和循环性能等
[1-2]
；但是在充放电过程中，纳米电极材料也存

在一些问题，比如粒子间的团聚，这往往会影响其电化学性能
[1-3]
。因而在本文中，我们尝试合成聚

苯胺/二氧化钛的纳米复合材料，聚苯胺基质的存在有利于保持二氧化钛颗粒的分散和结构的稳定。
通常合成聚苯胺/锐钛矿二氧化钛要经过两个步骤：纳米二氧化钛的制备和聚苯胺的复合；但是
在这样的合成过程中，由于纳米粒子较高的表面能，很难避免二氧化钛粒子间的团聚
[4-5]
。因而，我

们设计了一步水热合成路线，成功制备出了二氧化钛粒子高度分散的纳米复合材料，并且获得了规
整的介孔。图1 为可能的生成机理示意图。纳米结晶的二氧化钛在产生后立即被限制在聚苯胺基质
中，继而避免了粒子间的团聚。电化学研究显示，在50 mA/g的电流密度下，首周放电容量为324 mAh/g,
循环60周后仍能保持在151 mAh/g.图2 为复合材料的放电容量随循环次数的变化曲线。

图1 聚苯胺/二氧化钛生成机理示意图
Figure 1. Schematic representation of the formation of polyaniline/anatase TiO2 nanocomposite via a hydrothermal process

0102030405060
0
50
100
150
200
250
300
350

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(
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Cycling number
图2
复合材料的放电容量随循环次数变化曲线

Fig.2 Cycle performance of polyaniline/anatase TiO2 nanocomposite at the current density of 50 mA/g
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本研究为973 (2009CB220100) 资助项目。
参考文献：
[1] Bruce, P. G.; Scrosati, B.; Tarascon, J. M. Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47: 2930.
[2] Guo,Y. G.; Hu, J. S.; Wan L. J. Adv. Mater., 2008, 20: 2878.
[3] 郑洪河,石磊,赵扬,徐仲榆. 化学通报，2005，8: 591.
[4] Li, X. Y.; Wang, D. S.; Cheng, G. X.; Luo, Q. Z.; An, J.; Wang, Y. H. Appl. Catal. B-Environ., 2008, 81: 267.
[5] Xia, H. X.; Wang, Q. Chem. Mater., 2002, 14: 2158.

One-step hydrothermal synthesis of polyaniline/anatase TiO2 nanocomposite and its
electrochemical performance

C. Lai, G. R. Li, X. P. Gao*
(Institute of New Energy Material Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, Email: xpgao@nankai.edu.cn)