脉冲电沉积法制备PANI/CNTs复合材料及其超电容性能

采用脉冲电沉积法,于苯胺、浓硫酸和碳纳米管(CNTs)的混合溶液中,制备得到PANI(聚苯胺)/CNTs复合物,并对所制PANI/CNTs复合材料的微观形貌、结构以及电化学性能进行了研究。结果表明,CNTs的加入增大了PANI/CNTs复合物的比表面积,提高了其导电性。PANI/CNTs复合物用作超级电容器电极材料时,其比容量可达420.7 F/g,经500次循环后衰减幅度为8.9%,表现出优良的电化学性能。     

基于脉冲电沉积法制备RuO2材料及其超级电容器性能

RuO₂作为一种比较优秀的电极材料,在超级电容器中具有较大应用,但RuO₂电容性能受限于颗粒粒径大小以及分散性。为解决RuO₂颗粒容易团聚和分散性较差的问题,以RuCl₃·nH₂O为前驱体,采用新型脉冲电沉积法在泡沫Ni上电沉积RuO₂作为超级电容器的电极材料。并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及电化学工作站表征材料的表面微观形貌、物相组成和电化学性能。结果表明：分别电沉积15 min和30 min, RuO₂在Ni上生长为一层50 nm和150 nm厚度均匀的薄膜;电化学性能测试表明其内阻较低以及充放电时间较长;电沉积15 min的P15样品在20 mV/s扫描速率下具有576 F/g的比电容,在1 A/g电流密度下具有400 F/g的比电容。因此,脉冲电沉积法制备的RuO₂材料具有比较优异的性能,在超级电容器的电极材料制备中具有一定的应用前景。     

三维多孔石墨烯的制备及其电化学性能研究

电极材料的孔径结构、尺寸、类型直接影响电极材料的电化学性能。文章利用水热反应与硝酸蒸汽处理两步法制备了三维多孔石墨烯材料,并通过控制硝酸蒸汽处理时间,研究其对电极材料电化学特性的影响。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线衍射等多种测试方法对得到的三维多孔石墨烯进行表征,并利用三电极测试方法,通过循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试方法研究其电化学性能。结果表明,所制备的三维多孔石墨烯具有微孔与纳米孔相结合的三维结构,两者的协同作用使得三维多孔石墨烯表现出优异的电化学性能,在1A/g的电流密度下,比电容最高可达191.5F/g。     

PANi/PPy/GO复合材料的制备与电化学性能

利用两步原位聚合法制备聚苯胺/聚吡咯/氧化石墨烯(PANi/PPy/GO)复合材料,考察了苯胺/吡咯/GO原料比对复合材料结构、微观形貌及电化学性能的影响。结果表明,PPy和PANi分别以非晶态形式均匀地原位复合在GO和PPy/GO片的表面; PANi/PPy/GO复合材料主要是靠法拉第赝电容进行电荷存储,且比电容较大、电荷转移电阻较小、循环稳定性较高;当苯胺/吡咯/GO原料质量比为10∶5∶1时,所制备复合材料利用循环伏安法和恒电流充放电法计算的比电容分别达到最大值154.7和243.3 F·g~(-1)。PANi/PPy/GO复合材料可用于超级电容器的电极材料。     

不同维度MnO_(2)基复合材料在超级电容器领域的研究进展北大核心CSCD

MnO_(2)以其天然储量丰富、价格低廉、环境友好等优势常被用作超级电容器电极材料,但其较差的导电性限制了其应用,因而为获得优良电化学性能,MnO_(2)基复合材料的研究十分广泛。本文从不同维度MnO_(2)基复合材料的角度,对近年来其在超级电容器领域的研究和应用进行了综述。对MnO_(2)同碳材料、导电聚合物以及其他过渡金属(氢)氧化物复合所形成的球型结构复合材料以及一维、二维、三维复合材料的结构特点、合成方法、电化学性能进行了总结和对比。并对MnO_(2)基复合材料在超级电容器领域未来的研究重点进行了分析和展望。可为MnO_(2)基超级电容器复合电极材料结构的合理设计、构筑及电化学性能改善提供参考。     

MnO_2/13X分子筛复合材料的制备及电化学电容性能

采用化学沉淀法制备了MnO2/13X分子筛复合材料,并使用XRD对其结构进行了分析。在浓度为1mol·L–1、电位为–0.10～+0.58V的KOH电解液中,应用循环伏安和恒流充放电技术对该复合材料的电化学电容性能进行了研究。结果显示:在制得的MnO2/13X复合材料中,MnO2具有无定形结构。当MnO2质量分数为30%时,在100mA·g–1电流密度下,该复合材料的比电容达到134F·g–1,电化学电容性能良好。     

α-Ni(OH)2/石墨烯纳米复合材料的制备及其电容性能研究

近年来,石墨烯复合材料作为理想基底用于电极材料的生长,在电化学的许多领域都得到了广泛的应用。以石墨烯和六水合硝酸镍为原料,用NaBH_4作为还原剂,在90℃低温条件下制备合成了具有纳米尺寸的α-Ni(OH)_2/石墨烯复合材料。研究了石墨烯与α-Ni(OH)_2的质量比不同时复合材料的电化学性能。结果表明:当质量比为5∶5时,复合材料显示了最佳的电化学性能:在0～0.47 V的电位窗口,0.2 A/g的电流密度下,比容量高达1280 F/g;2 A/g的电流密度下循环充放电测试2000次后,比容量仍然保持88%。因此,该复合材料作为一种理想的复合电极材料,可被应用到能量转化/储存系统中。     

石墨烯的微波法制备及其电化学电容性能的研究

以天然鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers方法制备了氧化石墨,然后通过微波剥离还原氧化石墨制备了石墨烯,并利用红外光谱、扫描电镜和透射电镜对其进行了表征。以所制石墨烯为电极材料、1 mol/L的TEMABF4/PC为电解液制备了超级电容器,并对其电化学性能进行了研究。结果表明:经过微波剥离,氧化石墨的含氧基团已基本完全分解,所得石墨烯为表面具有大量褶皱的薄层。所制电容器具有良好的电容性能,在扫描速度为10 mV/s情况下,其单电极比容量为102 F/g,比能量则高达22.1 Wh/kg。     

SiO2/Si上石墨烯薄膜的化学气相沉积法制备及其性能表征

以铜为催化剂,采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和甲烷为碳源的化学气相沉积两步法,在SiO₂/Si衬底上制备了石墨烯薄膜。利用拉曼光谱分析了薄膜的层数和质量,利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了薄膜的尺寸与表面形貌。实验探究了生长时间、氢气流量和气体总压强等工艺参数对石墨烯薄膜层数和质量的影响,最终在优化条件下制得10μm级质量较高的多层石墨烯薄膜。     

退火温度对溶胶-凝胶法制备的TiO2/石墨烯 复合材料性能影响

为了研究退火温度对TiO2/ 石墨烯复合材料物相结构、微观形貌、光催性能的影响,采用溶胶－凝胶法制备 TiO2/石墨烯复合材料1并分别在350 ℃ 、450℃和550 ℃对复合材料进行退火处理。研究结果表明,随着退火温度的升高,TiO2/石墨烯复合材料的晶粒尺寸逐渐增加,结晶性变好,出现了卷曲状的石墨烯?光催化性能先增大后降低,当退火温度为450℃时,复合材料禁带宽度为2.9ｅＶ,具有最佳的光催化活性。     

二氧化锰纳米片的制备及其电化学性质

只利用MnSO_4和(NH_4)_2S_2O_8两种原料,采用水热法制得β-MnO_2纳米材料。分別采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG/DSC)等测试技术对材料的形貌、结构及热稳定性做了表征。采用恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对材料的电化学性质进行测试。结果表明:MnO_2纳米片材料具有优良的充放电性能,在电流密度为10×10~(-3)A/cm~2时,其比电容达到85.3F/g,很适合用于电化学电容器的电极材料。     

n型硅/碳复合材料的制备及电化学性能研究

基于施主掺杂原理,制备了掺有微量磷元素的n型硅负极材料,为改善其循环性能,通过碳包覆的方法进一步制备了硅/碳复合锂离子电池负极材料。利用XRD、SEM、恒流充放电、交流阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)等测试手段对所制n型硅及硅/碳复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征分析。结果显示:所制n型硅具有与普通硅一致的晶体结构、良好的充放电平台、较高的容量以及很好的导电性,其电化学性能在碳包覆后有所改善,第一次放电比容量可达1 776.7 mAh/g,15次循环后仍可达1 000 mAh/g以上,库仑效率均保持在98%左右。     

氧化钌/碳纳米管/石墨烯复合电极材料的制备和电化学性能

用水热反应法分别合成了氧化钌(Ru O_2)、多壁碳纳米管(MWCNT)、还原氧化石墨烯(r GO)的二元及三元复合材料,再以此类复合材料制作了电极。采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法研究了其电化学性能,用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征。结果表明:三元复合材料能明显提高电极的比容量(562 F/g)和导电性,高于二元复合材料比容量。其中采用层层组装工艺制备的复合电极,比容量达到906 F/g,内阻0.298?。     

Preparation and electrochemical capacitance of MnO2 thin films doped by CuBi2O4

Manganese dioxide (MnO₂) and CuBi₂O₄-doped MnO₂ thin films with different nanostructures were deposited on indium tin oxide (ITO) glass and Ti foil substrates by using a chemical bath deposition (CBD) technique. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron microscopy (XPS). The effects of doping and substrates on electrochemical properties of MnO₂ and CuBi₂O₄-doped MnO₂ thin films on ITO glass and Ti foil were investigated. Capacitive properties of MnO₂ and CuBi₂O₄-doped MnO₂ thin films electrodes were studied using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in a three-electrode experimental setup using 0.1 M Na₂SO₄ aqueous solution as electrolyte. Specific capacitance, obtained from electrochemical measurement for the CuBi₂O₄-doped MnO₂, exhibited a higher value of 338 F g⁻¹ compared to the MnO₂ exhibiting value of 135 F g⁻¹. In addition, CuBi₂O₄-doped MnO₂ thin films on an ITO electrode had a better and satisfactory specific capacitance value, and exhibited more excellent electrochemical stability and reversibility than Ti foil substrates.     

石墨烯/聚吡咯/聚苯胺复合材料的制备与电容性能

超级电容器是一种绿色储能节能器件,其性能主要是由电极材料所决定的.以疏松的石墨烯(GR)为模板,先后以吡咯(Py)和苯胺(ANi)为单体,采用两步原位聚合法制备了具有"三明治"结构的石墨烯/聚吡咯/聚苯胺(GR/PPy/PANi)复合材料,探索了原料比对复合材料结构、微观形貌、电化学性能的影响.研究表明,Py和ANi分...     

熔盐处理对MnO2电化学性能的影响

采用固相法制备了MnO2,用KCl-LiCl熔盐体系对样品进行处理后,MnO2的结晶程度增加。XRD测试表明,产物为α-MnO2与γ-MnO2的混合晶相,循环伏安测试表明熔盐处理后材料具有典型的超级电容特性,其等效串联电阻(RESR)由0.26Ω减小到0.25Ω,电极电阻(RE)由0.57Ω减小到0.37Ω,单电极放电比容量由100.94F·g–1提高了28.34%达129.54F·g–1。样品在恒电流充放电循环100次后,比容量衰减不大,充放电效率接近100%。     

PANI/TiO2纳米复合材料的制备及其发光性能研究

采用原位化学氧化聚合的方法制备了一系列不同纳米TiO2含量的PANI/TiO2纳米复合材料,利用FI-IR、TG、XRD、TEM、SEM等方法对产物进行了结构表征和性能研究.研究表明:PANI包覆在TiO2表面,形成分散均匀的纳米复合粒子,直径约20～30nm; PANI/TiO2纳米复合材料有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用:通过UV-Vis、荧光光谱探讨了掺杂纳米TiO2粒子对PANI光学性能的影响,结果表明:PANI/TiO2纳米复合材料在紫外和可见光区域均有较强吸收,并在348nm处激发产生荧光,荧光强度随着TiO2的掺杂出现较大的提高.     

Nano-Al2O3/PANI composites with high negative permittivity

Polyaniline (PANI) composites filled with ferroferric oxide and barium titanate were discovered to have metamaterial characteristics in recent years. In this paper, based on micron-Al₂O₃/PANI composites with negative permittivity, the dielectric properties of nano-Al₂O₃/PANI composites were studied. Nano-Al₂O₃/PANI composites had negative permittivity, which was considerably higher than that of PANI and micron-Al₂O₃/PANI composites. The higher negative permittivity was caused by the better dispersibility of nano-Al₂O₃, resulting in the enlargement of polarization voltage on a greater range of PANI molecular chain. Moreover, nano-Al₂O₃/PANI composite with 5 wt% nano-Al₂O₃ has the largest negative permittivity (−2.24 × 10⁶) that has not been reported so far in oxide/PANI composites.     

PANI/TiO2和PANI/TiO2/HCSA纳米复合材料的光电性能

采用原位聚合的方法制备了PANI/TiO2纳米复合材料,用樟脑磺酸掺杂PANI/TiO2(EB)得到纳米复合膜.使用红外光谱、紫外光谱、荧光光谱及透射电镜探讨了复合材料的光电性能.