聚丙烯酰胺凝胶法制备Bi2Mn4O10及其电化学性能

Bi₂Mn₄O₁₀具有高的理论比容量, 被认为是一种理想的锂离子电池负极材料。本研究以硝酸铋和乙酸锰为原料, 采用聚丙烯酰胺凝胶法制备Bi₂Mn₄O₁₀负极材料, 考察了制备条件对Bi₂Mn₄O₁₀负极材料的物相、形貌及电化学性能的影响。结果表明: 在丙烯酰胺含量与总金属离子摩尔比为8 : 1, 葡萄糖浓度为1.11 mol/L, 热处理温度为873 K的条件下, 可得类球型、分散性良好的纯相Bi₂Mn₄O₁₀粉末。作为负极材料, Bi₂Mn₄O₁₀粉末在0.2C (1C=800 mA/g)倍率下循环50圈后可保持496.8 mAh/g的比容量, 容量保持率为76.9%; 3C倍率下放电容量为232 mAh/g。     

Li4Ti5O12负极材料的制备及其电化学性能研究

采用二步固相烧结法制备了Li4TiO12负极材料,优化了制备工艺条件.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征了材料的形貌和结构,并用充放电测试仪、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)研究了材料的电化学性能.结果表明,合成的Li4Ti5O12具有单一的尖晶石结构和良好的电化学性能,0.1C首次放电比容量为158.9 mAh/g,循环20次后容量保持率为97.6％,1C倍率首次放电比容量为108.9mAh/g,循环20次后容量下降了3.05％.     

纳米MnO2的液相法制备及电化学性能研究

以过硫酸钾（K2S2O8）和硫酸锰（MnSO4·H2o）为反应原料,采用液相沉淀法制备出纳米MnO2,通过X-射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对样品进行结构与形貌分析,结果表明,在pH=1、反应温度60℃条件下反应22h制备出的二氧化锰为纯四方晶系α-MnO2;循环伏安测试表明,二氧化锰在较小的扫描速度下离子运动速率较慢,电极材料中活性物质的利用率较高,充放电比较完全,电容性能较好,比容量较大;恒电流充放电测试表明,二氧化锰具有比较好的电化学电容特性,并且随着电流密度的增加,平均比电容逐渐减小。     

二次铁电池正极材料铁酸钡的制备及性能初步研究

用高温固相法制备了BaFe2O4。采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对产物的表面形态和结构进行了表征;以循环伏安、模拟电池恒电流充放电实验研究了BaFe2O4电极的电化学性能。结果表明,以BaFe2O4为正极充电起始物质,与贮氢合金电极组成二次碱性电池,在1.2V附近有一个平稳的放电平台,具有较好的电化学活性。合成时反应物的比例对产物的结构和电化学性能有明显的影响,在900℃,灼烧10h的条件下,以反应物Fe2O3与Ba(OH)2摩尔比为1:1.5时获得的产物性能较好。     

四氧化三钴/碳纳米管薄膜的水热合成及其储锂性能

以5-磺基水杨酸和戊二酸为螯合和氧化试剂,在水热条件下将硫酸钴氧化成纳米级Co₃O₄。以碳纳米管薄膜为载体将Co₃O₄颗粒紧密地附着在碳纳米管上使其填充入碳纳米管薄膜的空隙生成Co₃O₄/碳纳米管复合材料薄膜(Co₃O₄@CNTs),并研究其储锂性能。电化学测试结果表明,Co₃O₄@CNTs薄膜具有较高的放电比容量和优异的倍率性能,在0.2C倍率下初始放电比容量高达1712.5 mAh·g^-1,100圈循环后放电比容量为1128.9 mAh·g^-1的;在1C倍率下100圈循环后放电比容量仍然保持527.8 mAh·g^-1。Co₃O₄@CNTs薄膜优异的性能源于Co₃O₄与CNTs的协同作用。高分散性的Co₃O₄增大了活性材料与电解液之间的接触面积,CNTs有助于形成良好的导电网络提高电子电导率,进而提高了Co₃O₄负极材料的循环性能和倍率性能。     

α-MnO_2纳米线的微波法制备及其电化学性能研究

摘要以KMnO4为锰源,在离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF6]水溶液中通过微波加热法制备了α—Mn02纳米线,并采用XRD和FESEM对产物的结构和形貌进行了表征。发现反应时间和离子液体对产物的形貌和尺寸起着关键作用,提出了反应机理。用循环伏安曲线、线性扫描曲线以及塔弗尔曲线在lmol／L的Na...     

微波法煤基活性炭的制备及其电化学性能研究

以内蒙古优质褐煤为原料,KOH为活化剂,采用微波加热活化法制备超级电容器用活性炭,利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能,并与日本商业化超级电容器用活性炭在结构及性能方面进行对比分析。结果表明,在碱炭比为3,微波活化时间为20min的条件下,可制备出比表面积达2593m2/g、总孔容达1.685cm3/g、孔径主要分布在0.5～10nm之间、中孔率达67.3%、平均孔径为2.61nm的优质活性炭。该活性炭用作超级电容器电极材料在3mol/L KOH电解液中具有优异的电化学性能,电流密度由50mA/g提高到10A/g时,其比电容由346F/g降低到273F/g,显示出良好的功率特性,经1000次循环后,比电容保持率为93.2%。与商业活性炭相比,微波法活性炭的性能更加优良。     

碳纳米管制备石墨烯片及其储锂性能研究

用多壁碳纳米管作为起始原料,通过化学氧化、离心分离、高温膨胀和超声剥离等步骤制备了石墨烯片。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对石墨烯片的形貌和结构进行分析。通过恒流充放电和交流阻抗测试研究了石墨烯片作为锂离子电池负极材料的储锂性能。结果表明,石墨烯片在50mA/g的电流密度下,首次可逆比容量为859mAh/g,经过50次循环后比容量仍保持在410mAh/g,远高于碳纳米管(217mAh/g),表明石墨烯片具有优异的储锂性能。     

α-MnO2纳米线的微波法制备及其电化学性能研究

以KMnO₄为锰源,在离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF₆]水溶液中通过微波加热法制备了α-MnO₂纳米线,并采用XRD和FESEM对产物的结构和形貌进行了表征。发现反应时间和离子液体对产物的形貌和尺寸起着关键作用,提出了反应机理。用循环伏安曲线、线性扫描曲线以及塔弗尔曲线在1mol/L的NaOH碱性溶液中研究了α-MnO₂的电化学性能。结果表明,90℃微波辐照1h所得到的纳米线形貌最均一,平均直径为15nm、平均长度为2μm,且具有良好的电化学性能,有望作为催化剂应用在燃料电池上。     

改进固相法制备Li4Ti4.95Nb0.05O12及其性能研究

为提高Li4Ti5O12的导电性和倍率性能,应用二步固相法制备了Nb掺杂的Li4Ti4.95Nb0.05O12负极材料,X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分布仪、充放电测试、循环伏安和交流阻抗等测试结果表明,合成的样品具有单一的尖晶石结构和平稳的充放电平台,粒径分布均匀,Nb掺杂改性的Li4Ti5O12具有优良的电化学性能,0.1、0.5、1和10C首次放电比容量分别为174.1、159.7、147和123.3mAh/g。10C下,循环20次后容量保持为118.1mAh/g。     

核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线的制备及其电化学储锂性能

以棉纤维为碳源和模板,采用生物模板法成功合成制备直径约100~150nm、长度几至十几微米的TiC纳米线,进而通过水热反应在其表面均匀沉积Co_3O_4纳米微粒,所构建的核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线具有良好的循环稳定性和高倍率性能。在50mA/g电流密度下循环的第2次、第50次放电容量分别为824.3mAh/g和753.7mAh/g;在倍率性能测试中,当电流密度回到50mA/g时,可逆放电容量为1060.4mAh/g,高于起始的1048.2mAh/g。     

片状介孔Co3O4的制备及其储锂性能

采用水热法,将硝酸钴和尿素的混合溶液经160℃的水热反应制备前驱体,再经350℃煅烧,制得了Co3O4材料。通过X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微分析(SEM)对材料进行了微观组织和结构表征,结果表明该材料具有薄片状形貌,且薄片具有介孔结构,由纳米颗粒组装而成。将该片状介孔Co3O4材料用于锂离子电池负极,并进行了恒流充放电及循环伏安等电化学性能测试,得出该材料的首次放电和充电容量分别为1020mAh/g和730mAh/g,循环40周之后的充电容量为520mAh/g。     

纳米氧化锰的制备及其电化学性能研究

用流变相-前驱物热分解法制备了纳米氧化锰粉末.用XRD、TEM和LPSA对粉末样品的组成、结构、粒度和形貌进行了表征.对MnO和LiMn2O4(由Mn3O4制备)的电化学性能研究表明,LiMn2O4具有较高的充放电容量和较好的循环性能,其首次放电容量为128mAh/g,经过20次充放电循环之后电容量仍有117.5～128mAh/g.而MnO的电化学性能欠佳.     

微波液相沉积法制备二氧化钛薄膜

采用微波液相沉积法(MWLPD),在低温下制备出了性能优异的锐钛矿型TiO2薄膜.通过XRD、SEM分析手段研究了薄膜和粉体的结晶度、晶粒尺寸、表面形貌等.实验结果表明,所得薄膜不仅具有良好的结晶形貌、表面形貌及可见光透过率,还具有特殊的表面凸起结构,能有效提高薄膜的比表面积,有助于提高TiO2薄膜的光催化性能.且整个制备过程无需热处理,成膜周期短,效率较高.     

钴铁氧体空心微球的模板法制备及其性能研究

用聚苯乙烯球作模板,硝酸铁和硝酸钴为起始反应试剂,通过沉积与表面反应法合成了CoFe2O4空心微球。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制备的CoFe2O4空心微球为立方结晶石结构,其直径约为2.5μm,是由纳米颗粒组装而成。用振动样品磁强剂计(VSM)和网络矢量分析仪分别对该样品以及本实验室制得的CoFe2O4粉体的室温磁性和吸波性能进行了研究。结果表明,CoFe2O4空心微球比粉体的磁性和吸波性更好。其中,CoFe2O4空心微球的矫顽力达到182.70Oe;频率为6000MHz波段附近有1个明显的吸收峰,回损值大于-18db,并有继续增大的趋势。     

V2C@MoS2复合材料的制备及其储锂性能研究

由于较高的理论容量,二硫化钼(MoS_2)是一种具有良好应用前景的锂离子电池负极材料;然而其也存在导电性较差和结构不稳定等问题。本文采用一步水热法将MoS_2原位生长在V_2C-MXene的表面,制备出了V_2C@MoS_2复合材料。利用XRD、SEM、TEM对制备的复合材料进行了结构表征,并采用循环伏安(CV)法、恒电流充放电法和交流阻抗法分析了该复合材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明,实验制得了结晶度良好的MoS_2纳米片,且均匀的负载在V_2C的表面;同时,掺杂的V_2C极大地提高了复合材料的导电性和结构稳定性,使V_2C@MoS_2作为锂离子电池负极材料表现出了优异的电化学性能,在50mA/g的电流密度下,循环50次后依然能保持524.4 mAh/g的可逆比容量,并且在1 A/g的大电流密度下,依然具有258.1 mAh/g的可逆比容量。     

尖晶石型纳米晶钴锌铁氧体的制备及其电磁和微波吸收性能

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了尖晶石型纳米晶CoxZn1-xFe2O4（x=0．2、0．5和0．8）．采用X射线、透射电镜、傅里叶红外光谱（FT-IR）和波导法对产物进行了表征．结果表明,纳米晶CoxZn1-xFe2O4的红外吸收峰、晶格常数和电磁性能依赖于Co^2＋含量．当CoxZn1-xFe2O4的x分别为0．2、0．5和0．8时,FT-IR显示铁-氧离子（Fe-O）键的特征吸收峰分别为561cm^-1、579cm^-1和584cm^-1．通过X射线衍射数据的计算得出,晶粒平均粒径分别为30．9nm、28．5nm和34．5nm;随着Co^2＋含量的增加,纳米晶CoxZn1-xFe2O4的晶格常数从0．8474nm减小到0．8409nm．在测试频率范围内,纳米晶CoxZn1-xFe2O4的介电损耗、磁损耗和反射率明显增大．     

纳米氧化锰的制备及其电化学性能研究

用流变相-前驱物热分解法制备了纳米氧化锰粉末,用XRD、TEM和LPSA对粉末样品的组成、结构、粒度和形貌进行了表征.结果表明MnO和Mn3O4都属于立方晶系的球形粒子,平均粒径(d50)分别约为45.6nm和69.1nm.对MnO和Li2Mn2O4(由Mn3O4制备)的电化学性能研究表明,LiMn2O4具有较高的充放电容量和较好的循环性能,其首次放电容量为128mAh/g,经过十次充放电循环之后电容量仍有117.5mAh/g.而MnO的电化学性能欠佳.