DOI：10.1016/j.jelechem.2019.113815
采用一步静电纺丝法制备了一种新型含包合物（IC）的PAN/苯基硅烷基CNF（PPSCD）复合材料，用于超级电容器的高性能电极材料。这三种环糊精相（α-CD、β-CD和γ-CD）均表现出不同的IC形成能力，这取决于主体CD腔与客体苯基硅烷分子（PS）之间的尺寸/形状匹配和结合力。采用差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）和29SiCP-MAS NMR研究了PS在α-CD腔中的更强结合和更强相互作用对电纺CNFs形貌和结构性能的影响。与β-和γ-CD相比，PS小分子的包合在α-CD中的选择性更高，这可能是由于PS在腔中的结合和相互作用更强。PPSα-CD电极在水溶液中显示出优异的比电容（电流密度为1 mAcm-2时为173 Fg-1）和高能量密度（功率密度为400-10000 Whkg-1时为22.0-8.0 Whkg-1）。因此，高导电PPSα-CD复合材料提供了电解质离子的有效传输和用于电解质的电荷扩散的低电阻，从而产生良好的电容行为。
图1. FE-SEM图像显示（a）PPSα-CD、（b）PPSβ-CD和（c）PPSγ-CD的形态，（d）PPSα-CD的EDS数据，（e）PPSα-CD的TEM图像，以及（f）相应的元素映射图像。
图2.（a）PPSα-CD的宽扫描XPS光谱，（b）Si2p、（c）O1s、（d）C1s和（e）N1s核心水平的高分辨率扫描XPS光谱，以及 （f）根据XPS的杂原子的化学组成比。
图3.（a）四种电纺纳米网在氮气气氛下的热重分析，（b）电纺PPSα-CD-NF的热性能，（c）电纺纳米纤维的差示扫描量热分析以及电纺PPSCD-NF和P-NF网的XRD图谱。
图4.（a）PPSα-CD和PPSγ-CD的29Si MAS-NMR以及（b）PPSα-CD、PPSβ-CD和PPSγ-CD的XRD峰。
图5.（a）三种碳化PPSCD复合材料在77 K下的氮气吸附-解吸等温线、（b）电导率以及（c）TGA数据。
图6.电极在6.0M KOH（aq）电解液中的电化学测试：（a）PPSα-CD、（b）PPSβ-CD和（c）PPSγ-CD在不同扫描速率下的CV曲线，（d）三个电极在25 mVs-1扫描速率下的CV曲线。
图7.三种样品配置的阻抗特性：（a）奈奎斯特图、（b）阻抗幅度、（c）阻抗相位以及（d）虚阻抗随频率的变化。
图8.（a）比电容随电流密度的变化以及（b）水溶液中三个电极的Ragone图，（c）在1 mAcm2的电流密度下的恒电流充电/放电测试，（d）在6 M KOH水性电解液中，在1 mAcm2的恒定电流密度下，PPSα-CD和PPSβ-CD的比电容在10000次循环期间的变化。
