MnO2超级电容器材料在中性电解质中的电化学特性

采用常温液相氧化法制备了MnO2超级电容器材料,并用X射线衍射(XRD)和循环伏安以及恒电流充放电测试等方法对所得的MnO2电极材料的结构和电化学特性进行了研究。结果表明:所得的水含MnO2·xH2O为无定型结构,该电极材料在硫酸盐水溶液中比在氯化物溶液中有更宽电位窗口,可达0～1 0V(vs.SCE),比电容达144 1F g,并具有良好的准电容特性和循环寿命。     

MnO2/AC复合材料的机械化学法制备及其电容性能

采用机械化学法制备MnO2以及MnO2/AC复合电极材料.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了所合成材料的晶型与形貌;用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对电极在6 mol/LKOH电解液中的电容性能进行了测试.结果发现,加入活性炭后,MnO2超级电容器放电电压从1.2 V提高到1.8 V;电极比容量达到了312 F/g,经过300次循环后为260 F/g.     

纳米MnO2超级电容器性能研究

采用液相反应制备了纤维状纳米MnO2，X射线衍射分析表明：产物是α-MnO2和7-MnO2组成的混合晶相。利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能。在0．15V～0．75V(SCE)工作电压范围内考察了在不同浓度(NH4)2SO4电解液中的电容性能，结果表明：该电极材料在浓度为1mol／L的(NH4)2SO4中具有优异的电容性能；恒流充放测试其比容量可达142．2F／g。     

电沉积聚苯胺纳米线及其电化学性质

采用恒电流法在不同浓度的苯胺与1mol·L-1高氯酸的混合溶液中,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上制备了聚苯胺纳米线.系统研究了苯胺浓度、合成时间对其形貌及电化学性能的影响.SEM结果显示,在不同条件下制得的聚苯胺为线状,直径大约在100～500nm.采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗谱对聚苯胺纳米线电极的电化学性能进行了表征.结果表明,其在3mol·L-1NH4Cl和2mol·L-1ZnCl2的混合溶液中恒电流充放电(电压范围-0.2～0.5V)的比容量最高可达746.7F.g-1.     

熔盐法制备二氧化锰及放电性能研究

以金属锰粉和高锰酸钾为原料,采用熔盐法在KCl-NaCl体系和NaNO3体系中成功地合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构与形貌进行了表征,结果表明:合成样品为单斜晶系产物,粉末样品为片状结构。在c(KOH)=9mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行恒电流放电和循环伏安测试,结果显示该材料在电流密度为250 mA/g时,单电极放电比容量达到251.3 mAh/g,是电解二氧化锰(EMD)的2.5倍。     

镧改性二氧化锰电极超大容量电容器的研究

通过KMnO4 和MnCl2 的低温固相反应 ,制备了掺杂稀土氧化镧的二氧化锰超大容量电容器复合正极材料。X射线衍射 (XRD)分析表明 ,所制备复合电极材料中的MnO2 是其α与γ相的混合晶相。透射电镜分析 (TEM )表明 ,复合材料呈棒状结构 ,其平均长度为 2 5 0～ 3 5 0nm ,平均直径为 15～ 2 0nm ,长径比大于 15。通过对新型复合电极材料进行电化学性能测试表明 ,掺入氧化镧的复合电极材料具有更好的充放电性能和电容特性 ,当MnO2 与La2 O3的质量比为 1∶0 .1时 ,复合电极在 2mol·L- 1 (NH4 ) 2 SO4 溶液中单电极最大放电比容量可达 15 6.15F·g- 1 ,比纯二氧化锰电极提高了 5 4.6% ,充放电效率提高了 19.5 %。     

尖晶石锂锰氧化物合成温度的选择

用TG、DSC实验结果讨论了以Li2 CO3和电解MnO2 为原料合成尖晶石型LiMn2 O4 的温度选择。用X—射线衍射、循环伏安、恒电流充放电等手段研究了合成样品的性能。TG、DSC实验结果表明 ,电解MnO2 在 5 42℃开始分解成Mn2 O3;Li2 CO3在 6 18℃开始熔融 ,718℃分解 ;Li2 CO3和电解MnO2 的混合物在 70 1℃时形成尖晶石型LiMn2 O4 。据此提出在 2 0 0 ,6 0 0 ,70 1,80 0℃分段保温一定时间的加热程序 ,可以得到纯尖晶石的锂锰氧化物。循环伏安和恒电流充放电结果表明 ,合成的尖晶石锂锰氧化物的充放电机理为锂离子二步嵌入和脱嵌过程     

α-MnO2的机械化学法合成及其电容性质

以高锰酸钾与乙酸锰为原料,采用机械化学法制备MnO2.利用SEM、BET、XRD、交流阻抗法、循环伏安以及恒电流充放电对电极材料结构与性能表征,对充放电曲线求斜率分析.结果表明产物为弱结晶型α-MnO2,其比表面积为385.5 m2,平均孔径为3.4 nm.α-MnO2电化学电容器表现出法拉第电容与双电层电容的双重特征;随着循环次数增加,Mn3O4生成,交换电流密度从177 mA/g减少到69.8 mA/g,微分电容从2.40×10-1 F减少到1.91×10-3 F;电极过程主要受电极电位状态变量影响;电极最大比容量达到416 F/g,经过近500次循环后,比容量为220 F/g.     

恒压对万法级MnO2/C超级电容器性能影响研究

采用固相法制备了纳米棒状MnO2,用XRD和TEM对其结构与形貌进行了表征.以所制备的MnO2和活性碳为电极活性物质,组装成混合型超级电容器,并就恒压时间对其电容性能的影响进行了研究.结果表明,恒压时间越长,超级电容器的放电电容越大,自放电速率越低.16 A恒流充放电时,最佳恒压时间为10 min,此时超级电容器的电容为11006.1 F;50 A恒流充放电时,最佳恒压时间为5 min,此时超级电容器的电容为10 083.3 F.     

掺钴氧化钌（RuO2/Co3O4）·nH2O复合薄膜电极的制备与表征

以六水合氯化钴(CoCl2.6H2O)和水合三氯化钌(RuCl3.3H2O)为前驱体,采用胶体法制备超级电容器用(RuO2/Co3O4)·nH2O复合薄膜电极材料。用X射线衍射仪以及CHI660C电化学工作站对该复合薄膜的物相结构及电化学性能进行表征。结果表明:当CoCl2·6H2O和RuCl3·3H2O的物质的量比n(Co):n(Ru)为2:1时,于350℃下热处理2.5 h制备的复合薄膜电极具有优良的性能,在浓度为0.5mol/L的H2SO4电解液中其比电容达到512 F/g,500次充放电循环后比电容量保持在充放电循环前的96.1%;充放电电流为0.01A时,内阻为1.2。     

Co(OH)_2/GO复合物的制备及其电化学性能研究

以硫酸钴和氧化石墨为原料,采用化学沉淀法制备出疏松多孔的片状Co(OH)_2/GO复合物。复合物的结构和形貌用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)进行了表征;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对样品的成分进行了测定;复合物的电化学性能用循环伏安、恒电流充放电等测试方法进行了测试。经分析测试结果,发现采用该方法制备的样品,其电化学性能与氧化石墨的含量有关;当氧化石墨含量为10%时性能最佳,比电容达到1498F/g。此外,电流密度为1A/g时,600次充放电循环后比电容仍保留了初始值的85.3%。因此,Co(OH)_2/GO复合物有望成为电化学电容器电极材料。     

六氰合铁酸铁/全氟磺酸 聚四氟乙烯共聚物复合膜修饰玻碳电极差分脉冲伏安法测定铅和镉

利用电聚合的方法将普鲁士蓝修饰到玻碳电极表面,然后修饰上全氟磺酸 聚四氟乙烯共聚物(Nafion)膜制成修饰电极。利用差分脉冲伏安法（DPV）对Pb2+和Cd2+在该修饰电极上的电化学行为进行了研究,建立了差分脉冲伏安法灵敏测定Cd2+和Pb2+的新方法。对富集电位、富集时间以及Nafion用量等实验条件进行了优化。在01 mol/L pH 45的NaAc HAc缓冲液中,在-11 V处搅拌富集450 s,用DPV分别测定-048 V和-073 V处的氧化峰电流。溶出峰电流与Pb2+和Cd2+的浓度分别在5×10-8~5×10-5 mol/L和2×10-8~2×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数分别为0995和0992。检出限分别为5×10-9 mol/L (Pb2+)和2×10-9 mol/L(Cd2+) (S/N=3)。方法用于水样中Cd2+和Pb2+的测定,测定值与原子吸收光谱法的结果相一致,相对标准偏差为21%~38%。     

DMSO中制备Eu-Fe合金膜的研究

研究了二甲基亚砜 (DMSO)中Eu3 和Fe2 在Pt电极上的电化学行为。Eu3 的还原为二步不可逆还原 ,先还原为Eu2 ,Eu2 再还原为Eu ;而Fe2 则经过一步两电子不可逆过程还原为Fe,并利用循环伏安法测得在 0 .0 1mol·dm- 3FeCl2 0 .0 2mol·dm- 3柠檬酸 0 .1 0mol·dm- 3Li ClO4 DMSO溶液中 ,Fe2 离子的扩散系数和传递系数分别为 4 .90× 1 0 - 6 cm2 ·s- 1 和 0 .1 2。以铜为基体 ,在Eu(NO3) 3 FeCl2 柠檬酸 LiClO4 DMSO体系中 ,- 1 .50～ - 2 .2 0V (vs.SCE)区间内恒电位电解制得含Eu量 2 3 .34 %～ 86 .0 0 % (质量分数 )的Eu Fe合金膜。X射线衍射证实所得到的Eu Fe合金膜都是非晶态的。     

层层自组装纳米金/硫堇修饰玻碳电极测定亚硝酸根

研究了纳米金/硫堇多层膜修饰玻碳电极的制备以及亚硝酸根在该电极上的电化学行为。在稀硝酸溶液中,通过恒电位法将玻碳电极活化,使其表面产生-COH等含氧基,然后将其浸泡在硫堇溶液中,硫堇中的-NH2与玻碳电极表面的-COH基团发生席夫碱反应,将硫堇固定在电极上。最后将电极浸泡在纳米金溶液中,通过纳米金与硫堇的相互作用将纳米金修饰到电极表面,从而制得纳米金/硫堇多层膜修饰玻碳电极。实验结果表明,该修饰电极能显著促进亚硝酸根在电极表面的电化学过程,电化学响应信号与亚硝酸根的浓度在20×10-6~50×10-5 mol/L和50×10-5~20×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5×10-8 mol/L (S/N=3)。方法用于水样中亚硝酸根的测定,相对标准偏差为22%~32%,回收率在98%~104%范围。     

喷雾热蒸发炭膜用于二次锂离子电池负极的研究

以有机热解炭(石墨)为原料,用喷雾热蒸发法制备了用于二次锂离子电池负极的炭膜,用循环伏安法和恒电流充放电法测试了所获炭膜的电化学性能,测试结果表明,在第1循环周期中存在1个还原峰对应在电极表面形成固体电解质中间相膜;当充放电电流大小合适时,容量和每mol炭中嵌入其他物质的摩尔数(x)值都较大,基于这些实验结果,认为所获得的炭膜能用作电池负极以相对测试其他正极材料的电化学性能。     

花状Co–Ni氢氧化物电极材料的制备与电化学特性

采用原位生长法, 以硝酸钴和氨水为原料、硝酸铵为生长剂, 制备生长在泡沫镍上的Co (OH)₂电极材料, 并在此基础上对其进行镍添加改性, 旨在得到比电容高、循环性能好的Co–Ni氢氧化物电极材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对Co–Ni氢氧化物电极材料进行物相和微观形貌分析; 通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能进行分析和表征。结果表明: 镍添加使材料从原有的Co (OH) ₂晶相变为Co (OH) ₂和Ni (OH) ₂双晶相材料, 使原有的簇状结构转变为更利于离子扩散的花状结构, 进而促进材料电化学性能的提高。当Co/Ni摩尔比为3:1时制得的花状Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能最好, 在5 m V·s-1扫速下的比电容值为3674.7 F·g-1, 在5 A·g-1电流密度下的比电容值为1450.0 F·g-1, 在20 A·g-1电流密度下循环5000次的比电容保持率为77.1%。     

Nd替代La对R-Mg-Ni基储氢合金结构和电化学性能的影响

用感应熔炼法制备了(La1-xNdx)0.8Mg0.2Ni3.4Al0.1(x=0~0.4)储氢合金。采用XRD、恒电流充放电技术研究了Nd部分替代La对合金结构和电化学性能的影响。XRD分析表明该合金为多相结构,合金主相由(La,Mg)2Ni7相变成(La,Mg)5Ni19。电化学性能研究表明,随着Nd的加入,合金电极放电容量先增加后减小。当x=0.1时,放电容量达到最大值365.0 m Ah·g-1。同时Nd的加入导致合金电极电化学循环性能和高倍率放电性能下降。     

金纳米颗粒修饰钛电极的制备及其对葡萄糖氧化的电催化活性

利用恒电流电沉积法,制备出金纳米颗粒修饰钛电极（Au／Ti）。利用循环伏安、电位阶跃等电化学技术,研究了碱性溶液中Au／Ti电极对葡萄糖氧化的电催化活性。与多晶金电极相比,葡萄糖在Au／Ti电极上氧化的起始电位更低、电流密度明显增加。实验表明,A11／Ti电极对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性。对葡萄糖在Au／Ti电极上的双电位阶跃分析表明,葡萄糖在0．1mol／LNaOH溶液中的电化学氧化反应速率常数为5．79×10^4cm^3／（mol·s）。     

碱性介质中钯镍合金纳米线阵列电极对乙醇的电催化氧化

本文研究了一种简单、可控的方法制备直立金属纳米线阵列。采用恒电位法在多孔阳极氧化铝(AAO)模板中电沉积了钯镍(PdNi)合金纳米线阵列。高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)图证明模板孔洞的填充率非常高,纳米线阵列的直径和模板的孔径一致,分布较均匀,纳米线的直径平均为60 nm。运用循环伏安法和计时电流法研究了钯镍纳米线阵列电极在碱性溶液中对乙醇的电催化氧化行为。结果表明,相比裸玻碳电极及PdNi膜电极,PdNi纳米线阵列电极在碱性溶液中对乙醇氧化具有更高的电催化活性,峰电流密度可达到32 mA·cm-2。研究了PdNi纳米线阵列电极对不同乙醇浓度的电催化氧化的影响。结果表明,乙醇的浓度从0.01 mol·L-1增加到2.00 mol·L-1,峰电流密度随乙醇的浓度增加而逐渐增大,峰电流密度与乙醇浓度存在一定的线性关系。     

可控合成纳米MnO2及电化学性能研究

以高锰酸钾和硫酸锰为原料,采用水热法在相同的反应体系中分别合成了α-MnO2纳米棒和β—MnO2纳米柱,采用XRD,SEM,TEM和BET等分析手段对样品形貌和结构进行表征。结果表明：在MnSO4和KMnO4物质摩尔比为3：2的中性水热反应体系中,反应温度是影响产物形貌和晶型的重要因素。当反应温度在120℃,反应24h时,所得产物为α—MnO2纳米棒和纳米颗粒混合物。当反应温度在150℃,反应24h时,所得产物为β-MnO2纳米柱。BET结果显示,两者的比表面积达118．7m^2／g和84．3m^2／g。采用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行表征。结果表明：α—MnO2的电化学性能明显好于β-MnO2,在-0．2～0．8V的电压范围内,以2．5mA的电流充放电时,α-MnO2的最大比电容是133．2F／g,经过100次循环后容量仍保持在90％以上。