DOI: 10.1021/acsami.9b21696
靜電紡絲是一種由多種材料生產納米級或微米級纖維的簡單方法。本征導電聚合物（ICP），例如聚苯胺（PANI），通過使用二次摻雜物（如間甲酚）顯示出更高的導電性。但是，由于大多數二次摻雜劑的揮發性低，因此無法靜電紡絲二次摻雜ICP纖維。在這項工作中，二次摻雜的概念首次應用于電紡纖維。采用新穎的轉筒靜電紡絲設計，可以從低揮發性溶劑和高揮發性溶劑的混合物中高效而可靠地生產纖維。制備的電紡PANI-PEO纖維的電導率為1.73 S/cm，比文獻報道的平均值高兩個數量級。這些導電纖維已作為超級電容器的電極進行了測試，并顯示在0.1 A/g的條件下具有高達3121 F/g的比電容，這是迄今為止報道的PANI-PEO電紡纖維的最高值。
圖1.含CSA摻雜劑的電紡自立式導電混合PANI-PEO纖維氈。（a）收集在心軸上的PANI-PEO纖維墊。（b）從間甲酚中紡出的定向PANI-PEO纖維氈。（c）初紡纖維氈的SEM成像（由4:1 v/v 氯仿:間甲酚紡制）。（d）細紡纖維的詳細視圖（高放大倍率）。（e）顯示纖維直徑分布頻率的圖。
圖2.混合PANI-PEO纖維的表征和PANI能帶圖。a-d）混合纖維樣品的表征–（a）9:1和4:1 PANI-PEO纖維的TGA及其各個組分均顯示出分解峰。（b）純PANI粉末的XRD顯示出無定形峰，4:1和9:1的混紡纖維，證實了所制備纖維的結晶性質。（c）四種不同纖維組的光吸收光譜，表明不同纖維組的電子性能發生了變化。（d）紡制的纖維氈的圖像。（e）使用不同溶劑紡制的PANI-PEO的能帶圖。還顯示了在光吸收測定中觀察到的這些材料中的各種電子躍遷。
圖3.超級電容器應用的電極測試。（a）4:1混合纖維在不同掃描速率下的循環伏安曲線。（b）4:1混合纖維在不同電流密度下的循環充放電曲線。（c）比電容隨不同循環掃描速率的變化。（d）以1 A/g的速率進行的長期恒電流測試的結果表明，在80個循環中比電容降低。（e和f）原位紫外-可見實驗顯示，在1 M H2SO4中，正（e）和負（f）極化過程中PANI-PEO纖維的吸光度變化。
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