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Erschienen in: Polymer Science, Series B 6/2023

09.02.2024 | COMPOSITES

Composites Based on Poly(Diphenylamine-2-carboxylic Acid) and Highly Porous Carbon for Flexible Electrodes of Supercapacitors

verfasst von: L. I. Tkachenko, S. Zh. Ozkan, V. A. Petrov, O. N. Efimov, N. N. Dremova, G. P. Karpacheva

Erschienen in: Polymer Science, Series B | Ausgabe 6/2023

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Abstract

Electrochemical behavior of hybrid electrodes with electroactive coatings based on activated IR-pyrolyzed polyacrylonitrile as well as hybrid polymer-carbon composites with activated IR-pyrolyzed polyacrylonitrile (porous N-doped carbon component) and poly(diphenylamine-2-carboxylic acid) (polymer component) has been investigated for the first time in a lithium-organic electrolyte (1 M LiClO4 in propylene carbonate). Electrochemical behavior of the coatings has been investigated at a smooth glass carbon surface and at flexible strips of anodized graphite foil with developed porous loosened surface. Specific electrochemical capacity of the hybrid electrodes has been found dependent on the conditions of the composite coating synthesis. The influence of heat treatment on the electrochemical behavior of the activated IR-pyrolyzed polyacrylonitrile–poly(diphenylamine-2-carboxylic acid) composites has been investigated. Heat-resistant electroactive coatings have been obtained for the first time under conditions of IR heating of the IR-pyrolyzed polyacrylonitrile–poly(diphenylamine-2-carboxylic acid) composites, specific capacity of which in a lithium aprotic electrolyte has been 0.107–0.114 F/cm2, only ~17% less than this for the starting composites at anodized graphite foil support, due to compaction of the electroactive layers hindering the electrolyte transport.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat F. Wang, X. Wu, X. Yuan, Z. Liu, Y. Zhang, L. Fu, Y. Zhu, Q. Zhou, Y. Wu, and W. Huang, Chem. Soc. Rev. 46, 6816 (2017).PubMedCrossRef F. Wang, X. Wu, X. Yuan, Z. Liu, Y. Zhang, L. Fu, Y. Zhu, Q. Zhou, Y. Wu, and W. Huang, Chem. Soc. Rev. 46, 6816 (2017).PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat X. Zhang, C. Jiang, J. Liang, and W. Wu, J. Mater. Chem. A 9, 8099 (2021).CrossRef X. Zhang, C. Jiang, J. Liang, and W. Wu, J. Mater. Chem. A 9, 8099 (2021).CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat F. Shao, Y. Niu, B. Li, G. Li, Z. Yang, Y. Su, Y. Zhang, and N. Hu, Mater. Chem. Phys. 273, 125128 (2021). F. Shao, Y. Niu, B. Li, G. Li, Z. Yang, Y. Su, Y. Zhang, and N. Hu, Mater. Chem. Phys. 273, 125128 (2021).
5.
Zurück zum Zitat S. Anand, M. W. Ahmad, Abdullah Khamis Ali Al Saidi, D.-J. Yang, and A. Choudhury, Mater. Chem. Phys. 254, 123480 (2020). S. Anand, M. W. Ahmad, Abdullah Khamis Ali Al Saidi, D.-J. Yang, and A. Choudhury, Mater. Chem. Phys. 254, 123480 (2020).
6.
Zurück zum Zitat S. Wang, Y. Li, Q. Xu, Q. Fu, X. Guo, Y. Zheng, W. Zhang, Z. Cao, R. Li, and J. Ren, Nanoscale 14, 15908 (2022).PubMedCrossRef S. Wang, Y. Li, Q. Xu, Q. Fu, X. Guo, Y. Zheng, W. Zhang, Z. Cao, R. Li, and J. Ren, Nanoscale 14, 15908 (2022).PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat W. Wang, O. Sadak, J. Guan, and S. Gunasekaran, J. Energy Storage 30, 101533 (2020). W. Wang, O. Sadak, J. Guan, and S. Gunasekaran, J. Energy Storage 30, 101533 (2020).
8.
Zurück zum Zitat G. Li, M. Ren, and H. Zhou, Surf. Interfaces 30, 101874 (2022). G. Li, M. Ren, and H. Zhou, Surf. Interfaces 30, 101874 (2022).
9.
Zurück zum Zitat M. Zhang, X. Wang, T. Yang, P. Zhang, X. Wei, L. Zhang, and H. Li, Synth. Met. 268, 116484 (2020). M. Zhang, X. Wang, T. Yang, P. Zhang, X. Wei, L. Zhang, and H. Li, Synth. Met. 268, 116484 (2020).
10.
Zurück zum Zitat C. Dong, X. Zhang, Y. Yu, L. Huang, J. Li, Y. Wu, and Z. Liu, Chem. Commun. 56, 11993 (2020).CrossRef C. Dong, X. Zhang, Y. Yu, L. Huang, J. Li, Y. Wu, and Z. Liu, Chem. Commun. 56, 11993 (2020).CrossRef
11.
Zurück zum Zitat P. Wang, Z. Wang, X. Zhang, Y. Liao, W. Duan, Y. Yue, and Y. Zhang, Energy Fuels 37, 5567 (2023).CrossRef P. Wang, Z. Wang, X. Zhang, Y. Liao, W. Duan, Y. Yue, and Y. Zhang, Energy Fuels 37, 5567 (2023).CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M. A. M. Hasan, Y. Wang, C. R. Bowen, and Y. Yang, Nano-Micro Lett. 13, 82 (2021).CrossRef M. A. M. Hasan, Y. Wang, C. R. Bowen, and Y. Yang, Nano-Micro Lett. 13, 82 (2021).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat D. Zhou, F. Wang, X. Zhao, J. Yang, H. Lu, L. Y. Lin, and L. Z. Fan, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 44883 (2020).PubMedCrossRef D. Zhou, F. Wang, X. Zhao, J. Yang, H. Lu, L. Y. Lin, and L. Z. Fan, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 44883 (2020).PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat D. Zhou, T. Yang, J. Yang, and L. Z. Fan, J. Mater. Chem. A 8, 13267 (2020).CrossRef D. Zhou, T. Yang, J. Yang, and L. Z. Fan, J. Mater. Chem. A 8, 13267 (2020).CrossRef
15.
Zurück zum Zitat D. Zhou, N. Wang, T. Yang, L. Wang, X. Cao, and Z. L. Wang, Mater. Horiz. 7, 2158 (2020).CrossRef D. Zhou, N. Wang, T. Yang, L. Wang, X. Cao, and Z. L. Wang, Mater. Horiz. 7, 2158 (2020).CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y. Zhao, C. Liu, Q. Lu, O. Ahmad, X. Pan, and M. Daria, New Carbon Mater. 37, 875 (2022).CrossRef Y. Zhao, C. Liu, Q. Lu, O. Ahmad, X. Pan, and M. Daria, New Carbon Mater. 37, 875 (2022).CrossRef
17.
Zurück zum Zitat R. Kumar, E. Joanni, S. Sahoo, J.-J. Shim, W. K. Tan, A. Matsuda, and R. K. Singh, Carbon 193, 298 (2022).CrossRef R. Kumar, E. Joanni, S. Sahoo, J.-J. Shim, W. K. Tan, A. Matsuda, and R. K. Singh, Carbon 193, 298 (2022).CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Rajagopal, R. P. Vallikkattil, M. M. Ibrahim, and D. G. Velev, Condens. Matter. 7, 6 (2022).CrossRef S. Rajagopal, R. P. Vallikkattil, M. M. Ibrahim, and D. G. Velev, Condens. Matter. 7, 6 (2022).CrossRef
21.
Zurück zum Zitat H. Lv, Q. Pan, Y. Song, X.-X. Liu, and T. Liu, Nano-Micro Lett. 12, 118 (2020).CrossRef H. Lv, Q. Pan, Y. Song, X.-X. Liu, and T. Liu, Nano-Micro Lett. 12, 118 (2020).CrossRef
23.
25.
Zurück zum Zitat T. Zhang, H. Yue, X. Gao, F. Yao, H. Chen, X. Lu, Y. Wang, and X. Guo, Dalton Trans. 49, 3304 (2020).PubMedCrossRef T. Zhang, H. Yue, X. Gao, F. Yao, H. Chen, X. Lu, Y. Wang, and X. Guo, Dalton Trans. 49, 3304 (2020).PubMedCrossRef
26.
Zurück zum Zitat X. Feng, Y. Bai, M. Liu, Y. Li, H. Yang, X. Wang, and C. Wu, Energy Environ. Sci. 14, 2036 (2021).CrossRef X. Feng, Y. Bai, M. Liu, Y. Li, H. Yang, X. Wang, and C. Wu, Energy Environ. Sci. 14, 2036 (2021).CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Q. Yu, Y. Wang, M. Meng, S. Shen, Z. Tang, and J. Yang, New Carbon Mater. 37, 575 (2022).CrossRef Q. Yu, Y. Wang, M. Meng, S. Shen, Z. Tang, and J. Yang, New Carbon Mater. 37, 575 (2022).CrossRef
28.
Zurück zum Zitat H. Dai, S. Su, Y. Cui, Y. Lin, L. Zhang, and X. Zhu, Mater. Chem. Phys. 304, 127893 (2023). H. Dai, S. Su, Y. Cui, Y. Lin, L. Zhang, and X. Zhu, Mater. Chem. Phys. 304, 127893 (2023).
29.
Zurück zum Zitat M. N. Efimov, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, A. E. Baranchikov, and G. P. Karpacheva, J. Environ. Chem. Eng. 7, 103514 (2019). M. N. Efimov, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, A. E. Baranchikov, and G. P. Karpacheva, J. Environ. Chem. Eng. 7, 103514 (2019).
30.
Zurück zum Zitat M. N. Efimov, V. E. Sosenkin, Y. M. Volfkovich, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, S. A. Baskakov, O. N. Efimov, and G. P. Karpacheva, Electrochem. Commun. 96, 98 (2018).CrossRef M. N. Efimov, V. E. Sosenkin, Y. M. Volfkovich, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, S. A. Baskakov, O. N. Efimov, and G. P. Karpacheva, Electrochem. Commun. 96, 98 (2018).CrossRef
31.
Zurück zum Zitat C. Zhao, X. Jia, K. Shu, C. Yu, G. G. Wallace, and C. Wang, J. Mater. Chem. A 8, 4677 (2020).CrossRef C. Zhao, X. Jia, K. Shu, C. Yu, G. G. Wallace, and C. Wang, J. Mater. Chem. A 8, 4677 (2020).CrossRef
32.
Zurück zum Zitat C. Han, J. Tong, X. Tang, D. Zhou, H. Duan, B. Li, and G. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 10479 (2020).PubMedCrossRef C. Han, J. Tong, X. Tang, D. Zhou, H. Duan, B. Li, and G. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 10479 (2020).PubMedCrossRef
33.
Zurück zum Zitat J.-J. Chen, L.-Q. Fan, Z.-X. Wu, X.-G. Deng, T. Tang, Y.-F. Huang, and J.-H. Wu, Electrochim. Acta 434, 141340 (2022). J.-J. Chen, L.-Q. Fan, Z.-X. Wu, X.-G. Deng, T. Tang, Y.-F. Huang, and J.-H. Wu, Electrochim. Acta 434, 141340 (2022).
34.
Zurück zum Zitat S. Sahoo, R. Kumar, E. Joann, R. K. Singh, and J.‑S. Shim, J. Mater. Chem. A 10, 13190 (2022).CrossRef S. Sahoo, R. Kumar, E. Joann, R. K. Singh, and J.‑S. Shim, J. Mater. Chem. A 10, 13190 (2022).CrossRef
36.
Zurück zum Zitat K. Vengadesan, S. L. Madaswamy, S. C. Lee, M. R. Siddiqui, R. Dhanusuraman, and V. K. Ponnusamy, Int. J. Hydrogen Energy 48, 21018 (2023).CrossRef K. Vengadesan, S. L. Madaswamy, S. C. Lee, M. R. Siddiqui, R. Dhanusuraman, and V. K. Ponnusamy, Int. J. Hydrogen Energy 48, 21018 (2023).CrossRef
37.
Zurück zum Zitat L. S. Kuznetsova, V. A. Arlyapov, Y. V. Plekhanova, S. E. Tarasov, A. S. Kharkova, E. A. Saverina, and A. N. Reshetilov, Polymers 15, 3783 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef L. S. Kuznetsova, V. A. Arlyapov, Y. V. Plekhanova, S. E. Tarasov, A. S. Kharkova, E. A. Saverina, and A. N. Reshetilov, Polymers 15, 3783 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef
38.
Zurück zum Zitat V. Shalini, R. K. Roghan, N. S. Santhosh, J. Archana, H. Ikeda, S. Harish, and M. Navaneethan, Mater. Chem. Phys. 306, 128022 (2023). V. Shalini, R. K. Roghan, N. S. Santhosh, J. Archana, H. Ikeda, S. Harish, and M. Navaneethan, Mater. Chem. Phys. 306, 128022 (2023).
39.
Zurück zum Zitat X. Hong, J. Fu, Y. Liu, S. Li, and B. Liang, Mater. Chem. Phys. 258, 123999 (2021). X. Hong, J. Fu, Y. Liu, S. Li, and B. Liang, Mater. Chem. Phys. 258, 123999 (2021).
40.
Zurück zum Zitat A. Patra, K. Namsheer, J. R. Jose, S. Sahoo, B. Chakraborty, and C. S. Rout, J. Mater. Chem. A 9, 25852 (2021).CrossRef A. Patra, K. Namsheer, J. R. Jose, S. Sahoo, B. Chakraborty, and C. S. Rout, J. Mater. Chem. A 9, 25852 (2021).CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Z. Ahmad, W. Kim, S. Santosh Kumar, T.-H. Yoon, and J.-S. Lee, ACS Appl. Energy Mater. 3, 6743 (2020). Z. Ahmad, W. Kim, S. Santosh Kumar, T.-H. Yoon, and J.-S. Lee, ACS Appl. Energy Mater. 3, 6743 (2020).
43.
Zurück zum Zitat T. N. Amirabad, A. A. Ensafi, K. Z. Mousaabadi, B. Rezaei, and M. Demir, Int. J. Hydrogen Energy 48, 29471 (2023).CrossRef T. N. Amirabad, A. A. Ensafi, K. Z. Mousaabadi, B. Rezaei, and M. Demir, Int. J. Hydrogen Energy 48, 29471 (2023).CrossRef
44.
45.
Zurück zum Zitat V. V. Abalyaeva, M. N. Efimov, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, N. N. Dremova, E. N. Kabachkov, and D. G. Muratov, Electrochim. Acta 354, 136671 (2020). V. V. Abalyaeva, M. N. Efimov, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, N. N. Dremova, E. N. Kabachkov, and D. G. Muratov, Electrochim. Acta 354, 136671 (2020).
46.
Zurück zum Zitat L. I. Tkachenko, S. Zh. Ozkan, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, G. V. Nikolaeva, A. I. Kostev, N. N. Dremova, and E. N. Kabachkov, React. Funct. Polym. 173, 105225 (2022). L. I. Tkachenko, S. Zh. Ozkan, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, G. V. Nikolaeva, A. I. Kostev, N. N. Dremova, and E. N. Kabachkov, React. Funct. Polym. 173, 105225 (2022).
47.
Zurück zum Zitat S. Zh. Ozkan, L. I. Tkachenko, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, G. V. Nikolaeva, A. I. Kostev, N. N. Dremova, and E. N. Kabachkov, Polymers 15, 1896 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef S. Zh. Ozkan, L. I. Tkachenko, O. N. Efimov, G. P. Karpacheva, G. V. Nikolaeva, A. I. Kostev, N. N. Dremova, and E. N. Kabachkov, Polymers 15, 1896 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef
49.
Zurück zum Zitat S. Zh. Ozkan, I. S. Eremeev, G. P. Karpacheva, T. N. Prudskova, E. V. Veselova, G. N. Bondarenko, and G. A. Shandryuk, Polym. Sci., Ser. B 55 (3–4), 107 (2013).CrossRef S. Zh. Ozkan, I. S. Eremeev, G. P. Karpacheva, T. N. Prudskova, E. V. Veselova, G. N. Bondarenko, and G. A. Shandryuk, Polym. Sci., Ser. B 55 (3–4), 107 (2013).CrossRef
50.
Zurück zum Zitat S. Zh. Ozkan, V. A. Petrov, M. N. Efimov, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, A. A. Sadovnikov, G. N. Bondarenko, and G. P. Karpacheva, Polymers 15, 441 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef S. Zh. Ozkan, V. A. Petrov, M. N. Efimov, A. A. Vasilev, D. G. Muratov, A. A. Sadovnikov, G. N. Bondarenko, and G. P. Karpacheva, Polymers 15, 441 (2023).PubMedPubMedCentralCrossRef
51.
Zurück zum Zitat L. I. Tkachenko, G. V. Nikolaeva, A. G. Ryabenko, N. N. Dremova, and I. K. Yakuschenko, Russ. J. Electrochem. 54, 1222 (2018).CrossRef L. I. Tkachenko, G. V. Nikolaeva, A. G. Ryabenko, N. N. Dremova, and I. K. Yakuschenko, Russ. J. Electrochem. 54, 1222 (2018).CrossRef
52.
Zurück zum Zitat Y. Li, Z. Kang, X. Yan, S. Cao, M. Li, Y. Liu, S. Liu, Y. Sun, X. Zheng, and Y. Zhang, J. Mater. Chem. A 5, 22559 (2017).CrossRef Y. Li, Z. Kang, X. Yan, S. Cao, M. Li, Y. Liu, S. Liu, Y. Sun, X. Zheng, and Y. Zhang, J. Mater. Chem. A 5, 22559 (2017).CrossRef
53.
Zurück zum Zitat X. Hong, B. Zhang, E. Murphy, J. Zou, and F. Kim, J. Power Sources 343, 60 (2017).CrossRef X. Hong, B. Zhang, E. Murphy, J. Zou, and F. Kim, J. Power Sources 343, 60 (2017).CrossRef
Metadaten
Titel
Composites Based on Poly(Diphenylamine-2-carboxylic Acid) and Highly Porous Carbon for Flexible Electrodes of Supercapacitors
verfasst von
L. I. Tkachenko
S. Zh. Ozkan
V. A. Petrov
O. N. Efimov
N. N. Dremova
G. P. Karpacheva
Publikationsdatum
09.02.2024
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Polymer Science, Series B / Ausgabe 6/2023
Print ISSN: 1560-0904
Elektronische ISSN: 1555-6123
DOI
https://doi.org/10.1134/S1560090423600250

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