在金属导电基底上直接原位生长纳米阵列材料能够有效解决传统工艺的问题。首先，直 接生长在金属导电基底上的纳米阵列材料不再需要额外引进外来物质，所有材料均为电容活 性材料，同时简化操作工艺。其次，直接生长的纳米阵列材料能够为电子传输提供更为通畅 便捷的通道，与基底的连接也较传统工艺更为牢固，这将会很大程度上提高电极材料的比容 量和倍率性能。最后，金属导电基底可以直接作为电极材料的流体，活性物质与基底连接的 更加牢固，降低了使用过程中活性物质的脱落，改善循环性能，增加使用时间。

1。4 本课题的研究背景和实验内容

1。4。1研究背景

目前，由于超级电容器被广泛运用于航空航天、微电子器件和通信等领域。目前电极材 料的优化是改善电容器的电化学性能的主要方向，研究主要集中在性能优异、制备成本低且 环境友好的方向。其中，过渡金属氧化物 NiCo2O4 因其突出的优点备受瞩目，如存储量多、

价格便宜、理论比电容高、电导率高、能发生多电子反应等[17]。但在制备电极材料时经常发 生团聚的现象，这将导致电极材料的比表面积大大降低，在大电流密度条件下材料的比电容 会迅速降低。 为了改善上述问题， 本文制备出了电容性能良好， 比表面积大的碳材料 ATP@NC-2。4 来作为 NiCo2O4 的载体。

层链状结构的凹凸棒石（ATP）是一种大自然中存在的一维纳米碳基材料，为含水的富镁

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铝硅酸盐黏土矿物，该晶体呈现出针状或者是纤维状的结合体，其单根纤维晶体的直径仅为 20nm 左右，长度却可达数个 μm。在采用复合与改性的方法对 ATP 进行处理[18]后，不仅可以 更为充分地利用 ATP 的物质特性、纳米级纤维状结构和储量丰富的特点，还可以增加 ATP 的 附加值，拓宽其应用领域，最主要的是在保持原有碳材料电化学性能稳定的基础上，提高比 电容。

1。4。2实验内容

本实验使用的原料为凹凸棒石和苯胺。将四组质量比 m（聚苯胺）：m（凹凸棒石）= X(0。8、 1。6、2。4、3。2) 的原料分别通过苯胺原位化学聚合反应合成包覆在 ATP 表面的聚苯胺层[19]。 接着将聚苯胺包覆凹凸棒石在 600℃下进行高温处理，气氛为氮气，制得氮掺杂碳包覆凹凸 棒石 ATP@NC-X(0。8、1。6、2。4、3。2)。通过多种电化学手段测试四组复合材料的电容性能， 发现 ATP@NC-2。4 保留了凹凸棒石原有的纤维束状形貌，孔道率和比表面积均较大，比电容 最大且电容稳定性良好，内阻较小。

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2 实验部分

2。1 试剂与设备

2。1。1 实验试剂

药品名称 规格 生产厂家

苯胺(C6H7N) AR 南京化学试剂

凹凸棒石(ATP) 400nm 鑫源科技

过硫酸铵（APS） AR 南京化学试剂

无水乙醇（C2H5OH） AR 南京化学试剂

浓盐酸(HCl) 36%~38% 南京化学试剂

聚四氟乙烯乳液