碳气凝胶的制备及其电除盐性能的研究

在常压条件下通过溶胶-凝胶法和碳化、活化工艺制备碳气凝胶材料.用SEM和BET比表面积测量等手段对材料的表面形貌和微观结构进行分析表征,通过循环伏安法对材料的电化学性能进行研究.联系材料的微观结构和电化学性能,对碳气凝胶的电除盐过程和除盐机理进行了研究和分析,发现碳气凝胶是一种具有很大应用潜力的多孔电极吸附材料.     

碳气凝胶的电学性能和嵌锂机理研究

以间苯二酚和甲醛为前驱体,通过溶胶-凝胶法,经1050℃高温碳化制备碳气凝胶材料.用XRD、SEM对材料的微观结构进行分析表征,通过恒流充放电,循环伏安法对材料的电学性能进行研究.联系材料的微观结构和电学性能,对锂离子在碳气凝胶中的镶嵌过程和机理进行分析,发现微孔和高电位充放电平台有很大关系.     

碳气凝胶在电化学领域中的应用研究进展

碳气凝胶是一种新型的非晶态纳米材料,具有比表面积高(600~1 100m2/g)、孔隙率高(80%~98%)和物理化学性能稳定等优点,特别适合作为催化剂及其载体。并且碳气凝胶具有极低的热导率和良好的导电性能,这使得碳气凝胶在耐高温材料和电化学领域中表现出极大的应用前景。近年来,碳气凝胶作为电化学能源材料得到了蓬勃的发展。本文针对现状主要介绍了碳气凝胶的制备工艺,并全面综述了碳气凝胶在燃料电池、锂离子电池和电化学超级电容器等电化学领域中的主要应用研究进展。     

生物质基碳气凝胶制备及应用研究

生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料。生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域。综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究。最后,分析了大规模制备结构均一和性能优良的生物质基碳气凝胶面临的机遇与挑战。     

超级电容器MnO2/CRF复合电极材料的制备及性能的研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备碳气凝胶(CRF),并以KMnO4和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用了化学沉淀法制备MnO2/CRF复合材料.用N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的MnO2、CRF和MnO2/CRF复合材料进行了表征,结果表明碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,所制备的MnO2为纳米级颗粒,复合材料为纳米级粉体.并对不同配比的MnO2/CRF复合材料的电化学性能进行了研究.循环伏安、恒流充放电实验表明了所制备的MnO2/CRF复合电极材料具有良好的可逆性和充放电性能.当MnO2含量为60%时,MnO2与碳气凝胶复合制成的新型电极材料具有226.3F/g的比电容,比碳气凝胶电极的比电容提高了1倍.此外,对复合电极的循环寿命进行了研究,表明复合电极具有良好的循环充放电性能.     

碳气凝胶/四氧化三钴复合材料的制备及电化学性能

采用电化学沉积法,以碳气凝胶(CA)为基底沉积氢氧化钴(Co(OH)2),并热处理制备碳气凝胶/四氧化三钴(CA/Co3O4)复合电极材料。采用XRD,SEM对样品的结构和微观形貌进行表征。采用循环伏安,恒电流充放电测试,交流阻抗测试对样品的电化学性能进行了表征和测试。研究结果表明,采用电化学沉积法制备的CA/Co3O4复合电极材料,在电流密度0.5和5 A/g时,其质量比容量分别为1 020和646 F/g。可见Co3O4的复合,能够很大程度的提升电化学性能。     

钒液流电池用碳纸电极改性的研究

采用红外光谱、单点比表面积检测手段研究了碳纸435℃热处理前后的表面结构和比表面积的变化. 并将这类碳纸用作全钒液流氧化还原电池电极材料, 对其电化学性能进行了研究. 结果表明：热处理10h的碳纸表面有-COOH官能团生成, 比表面积显著增大, 其电化学活性增强. 热处理后的碳纸作为电极组装成的电池在电流密度50mA/cm²时有良好的充放电性能, 平均电流和电压效率达到95%和89%.     

不同催化剂对碳气凝胶结构及电化学性能的影响

以抗坏血酸为催化剂、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,间苯三酚、间苯二酚和甲醛为原料,经过溶胶-凝胶、溶剂置换、常压干燥及高温炭化制得碳气凝胶材料。利用N2吸附法和X射线衍射对碳气凝胶的结构进行表征,并评价了其在6mol/L KOH中的电化学性能。结果表明,以抗坏血酸为催化剂制得碳气凝胶比表面积较大,为656.5m2/g;循环伏安及恒流充放电表明,在0~0.8V电位范围内电极材料具有良好的双电层电容和循环稳定性,在0.5A/g电流密度下,比电容为275.0F/g。     

聚合物凝胶电解质叠层镍氢电池的研究

对使用聚合物凝胶电解质的双极叠层电池进行了充放电性能以及电化学性能测试,聚合物凝胶电解质适用于双极叠层MH/Ni电池,浓度为3%的NaPAA聚合物凝胶电解质电池表现出较好的性能.     

添加过渡金属元素碳气凝胶的制备及性能

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,(R/F)摩尔比为1:2,通过掺杂一定量的硝酸铁或硝酸镍以改善碳气凝胶的结构与性能.用BET,XRD和SEM对碳气凝胶结构进行表征,结果显示样品同传统碳酸钠作为催化剂所得层状形貌结构有明显不同,样品中均含有球状颗粒,且掺杂硝酸铁的样品表面更粗糙,掺杂Ni2+所得碳气凝胶的比表面积高达441.8m2/g.电化学测试结果表明,掺杂Ni2+样品的比电容数值比掺杂Fe3+样品的和传统碳酸钠为催化剂所得碳气凝胶的来得更高,可达227.3F/g,其电化学性能较优.