部分氧化法制备插层石墨/Mn_3O_4复合材料及其电化学性能研究

用浓硫酸、浓硝酸对石墨进行氧化处理,在水浴条件下再将其与高锰酸钾反应,制得插层石墨/四氧化三锰(Mn_3O_4)复合电极材料。并对材料的形貌、结构和电化学进行表征和分析。研究结果表明,水浴回流制备的插层石墨/Mn_3O_4复合材料,具有类石墨结构,呈针状,比表面积大,具有优异超级电容性能。恒流充放电表明,插层石墨/Mn_3O_4复合材料比/Mn_3O_4具有较大的电流放电能力,在1.0A/g电流密度下,插层石墨/Mn_3O_4复合材料比电容为242F/g,Mn_3O_4比电容为112F/g,插层石墨/Mn_3O_4复合材料的比电容比Mn_3O_4高116%。在电流密度0.1A/g时,插层石墨/Mn_3O_4复合材料的比电容为328F/g。     

多孔球形五氧化二铌的制备及其在超级电容器中的应用

采用水热法制备了球形Nb2O5活性材料,再经煅烧得到了多孔球形Nb2O5活性材料,将两种活性材料作为超级电容器的正极材料;通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对两种活性材料形貌和微观结构进行了研究。研究结果表明,两种活性材料均是球形结构,且多孔球形Nb2O5具有更丰富的孔洞和通道,这使得该材料具有优异的电化学性能。通过比较两种活性材料的电化学性能,结果发现多孔球形Nb2O5的电化学性能更优,在0.5 A/g的电流密度下其比容量达到351 F/g,且具有良好的倍率性能,在5.0 A/g的电流密度下比容量仍有225 F/g,在电流密度为2.0 A/g下经过3 000次循环后容量保持率高达92%。     

超纯煤沥青基活性炭的制备及其电化学性能的研究

以中温煤沥青为原料,采用酸溶液脱灰以及氢氧化钾活化工艺制备了超纯煤沥青基活性炭,系统研究了活化温度对样品的微观形貌、孔结构以及电化学性能的影响。结果表明,随着活化温度的提高,样品的孔结构变得发达,孔径分布变宽;总比表面积和总孔体积先增加后又略微减小,中孔比表面积和中孔体积逐渐增大,在0.2A/g电流密度下比容量高达300F/g,10A/g电流密度时仍保持为174F/g,5A/g电流密度下充放电循环5000次以后,其比容量保持率高达98%,表明样品具有良好的倍率特性和循环稳定性能。     

一种铁基复合材料的制备及其电容性能

采用微乳液法制备了铁基复合材料,研究了反应温度、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量对其电容性能的影响.结果表明,在温度为140℃,CTAB用量为1.5 g时,所制得的电极材料电容性能最佳:当电流密度为1 A/g时,比电容为202.5 F/g;电流密度为2 A/g时,比电容为123.0 F/g;电流密度为5 A/g时,比电容为78.0 F/g.     

纳米纤维素/Fe3O4纳米球的原位合成及其电化学性能

利用实验室自制茶梗纳米纤维素原位合成纳米纤维素(CNC)/四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米球,并对其粒径大小、结晶性质、磁性性能和电化学性能进行分析表征。结果表明,通过原位合成法所制得CNC/Fe_3O_4纳米球,粒子间分散性良好,直径约为10～30 nm;CNC/Fe_3O_4纳米球具有磁化强度34.9 A·m~2/kg的磁特性;CNC/Fe_3O_4纳米球表现出良好的电化学性能,CNC/Fe_3O_4电极的比电容主要是Fe_3O_4产生的赝电容,在电流密度0.03 A/g时,比容量可达30.14 F/g,在0.04 A/g电流密度下,经过500次充放电后容量保持率为78.76%。CNC/Fe_3O_4电极中离子的扩散为Warburg机理。     

化学水浴沉积制备三维V_2O_5薄膜电极及其电容性能

采用化学水浴沉积法在泡沫镍表面原位生长V_2O_5薄膜,以扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征电极的形貌和晶体结构,采用氮气物理吸脱附测量样品的比表面和孔分布。形成的斜方晶系V_2O_5呈现三维花状形貌,比表面和平均孔径分别为68.7m~2/g和7.2nm。采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电技术考察了V_2O_5薄膜电极在3mol/L KNO_3溶液中的电化学电容性能。结果表明,三维花状结构形成的较大的比表面和大孔隙使得电极具有较好的赝电容性能,在电流密度为1,2和3 A/g时比电容分别达到392,338和276F/g,且具有良好的循环稳定性。     

中间相沥青基活性泡沫炭的制备及其电化学性能研究

以中间相沥青为前驱体,经自挥发发泡法、KOH活化法制备的中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料。采用扫描电镜、X射线衍射和低温(77K)N2吸附法对中间相沥青基活性泡沫炭的表面形貌和微观结构进行表征。中间相沥青基活性泡沫炭的比表面积为2700m2/g,总孔孔容为1.487cm3/g。通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试,考察了中间相沥青基活性泡沫炭作为超级电容器电极材料的电化学性能。在电流密度为0.02A/g时,中间相沥青基活性泡沫炭的比容量为240.48F/g,能量密度为33.4Wh/kg;在电流密度为5A/g时,比容量为166.68F/g,具有良好的电化学特性。     

纳米Fe_2O_3/改性剑麻纤维炭复合材料的制备及其电化学性能

剑麻纤维是一种廉价的可再生的生物质炭资源。本文通过水热及复合改性的方法成功合成了纳米Fe_2O_3/改性剑麻纤维炭复合材料,利用XRD、SEM、TEM等对其结构和形貌进行了一系列表征。产品的电化学性能则利用循环伏安和恒流充放电等方法进行测试。结果表明:材料的复合温度对产物的电化学性能有较大的影响,当Fe_2O_3负载比率为25%、反应温度为130℃时,复合材料表现出了较高的比容量和稳定的循环性能。在电流密度为0.05 A/g时样品的首次比容量能达到1020 m Ah/g首次库伦效率也稳定在61.5%。同时在50次循环之后依然能保持500 mAh/g的比容量以及100%库伦效率。研究结果说明了水热复合改性是一种有效改善生物炭材料电化学性能的方法。     

一步法制备Fe_2O_3/碳纳米管复合材料及其电化学性能研究

采用水热法一步制备了氧化铁(Fe_2O_3)/碳纳米管复合材料,并对制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的形貌、结构进行了表征。对Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的循环伏安特性和电化学性能进行了研究。七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)用量为200mg制得的Fe_2O_3/碳纳米管复合材料,在放电电流密度为0.5A/g条件下,Fe_2O_3/碳纳米管复合材料的比电容高达618F/g,在500次循环之后电容保持率可达56.8%。     

铁基普鲁士蓝正极材料的制备及储钠性能的研究

用简单的共沉淀法合成铁基普鲁士蓝正极材料,并研究合成温度对材料微观形貌和储钠性能的影响。研究结果显示,随着合成温度的提高,产物颗粒尺寸变大,钠含量增加。FeHCF-40℃电极材料,在30 mA/g电流密度下,首次放电比容量为132.3 mAh/g,循环100次后,放电比容量仍有102.4 mAh/g,容量保持率为77.4%;且当电流密度增大到1 500 mA/g时,仍可实现80.3 mAh/g的比容量,显示出优异的倍率性能和循环性能。