光聚合PEDOT包覆聚多巴胺：超级电容器电极材料的绿色制备新策略

针对共轭导电聚合物(CCPs)难以规模化环保合成的难题，研究人员开发了光驱动原位聚合EDOT于聚多巴胺(PDA@PEDOT)的新方法。该技术采用有机光引发剂和乙醇绿色溶剂，实现了低能耗均匀沉积，所得电极比电容达275 F g?1，能量密度34.04 W h kg?1，为可持续高性能超级电容器(SCs)电极制备提供了新思路。

　　

在能源存储领域，超级电容器(SCs)因其高功率密度和快速充放电特性备受关注，但电极材料的制备常面临高能耗、有毒溶剂使用等问题。共轭导电聚合物(CCPs)如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)虽具有优异导电性，但其传统化学氧化聚合需强酸氧化剂，且易产生不均匀沉积。与此同时，生物启发的聚多巴胺(PDA)因其丰富的表面官能团成为理想基底，但如何实现PEDOT在PDA上的绿色可控沉积仍是挑战。

研究人员创新性地采用光驱动原位聚合策略，以乙醇为绿色溶剂，在有机光引发剂作用下实现了EDOT单体在PDA表面的均匀光聚合。该方法避免了传统方法的毒性试剂，反应条件温和，能耗显著降低。通过三电极体系测试，所得PDA@PEDOT复合材料展现出275 F g^?1的高比电容(1.0 A g^?1)和34.04 W h kg^?1的能量密度，这归因于PDA的胺基、邻苯二酚和醌基与PEDOT之间的协同非共价相互作用，有效促进了离子传输。

关键技术包括：(1)光引发原位聚合制备PDA@PEDOT复合材料；(2)电化学性能三电极测试体系；(3)材料表征技术如SEM、XPS等。

研究结果显示：

1. 材料合成与表征：光聚合实现了PEDOT在PDA表面的纳米级均匀包覆，XPS证实了PDA与PEDOT间的电子相互作用。
2. 电化学性能：在1 M H₂SO₄电解液中，PDA@PEDOT电极的循环伏安曲线呈现典型赝电容行为，恒电流充放电测试显示优异的倍率性能。
3. 机理分析：PDA的含氧/氮官能团与PEDOT的π-π堆积作用共同优化了电荷传输路径，FTIR证实了界面相互作用的存在。

结论指出，这种绿色光聚合策略为高性能SCs电极的可持续制备提供了新范式，其温和反应条件和优异性能表现有望推动CCPs在柔性电子器件中的应用。研究发表于《Reactive and Functional Polymers》，为绿色能源材料领域提供了重要参考。