超级电容器用（RuO2/Co3O4）·nH2O复合薄膜电极的制备及其性能

配制RuCl3.3H2O和Co(CH3COO)2的异丙醇混合溶液,采用原位热分解法制备了超级电容器用(RuO2/Co3O4).nH2O复合薄膜电极.借助扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、电化学分析仪等表征薄膜的微观形貌、物相转变以及电化学性能.结果表明,当涂覆液中n(Ru3+):n(Co2+)=1:3时,复合薄膜经260℃热处理3h达到最佳的综合性能,比电容为569F/g,附着力为22.4MPa,内阻仅为0.42Ω,1000次充放电循环后比电容保持在初始电容量的97.6%.     

氧化物／活性炭复合电极材料的研究

用醋酸锰和高锰酸钾制备二氧化锰粉末；用氯化钌和氢氧化钠制备水合二氧化钌粉末。以二氧化钌和二氧化锰作为电极材料的活性物质，以活性碳粉末为电极的基础原料制备复合电极，并组装超级电容器单元。用x射线衍射仪和扫描电镜对电极材料进行表征，可得复合电极具有明显的电容特征。在浓度为38％的硫酸电解质溶液中，对复合电极进行电化学性能测试，循环伏安曲线、充放电曲线和交流阻抗特性显示了复合电极材料具有良好的电化学性能。碳，锰复合电极的比容量为128F／g，碳/锰/钌复合电极的比容量为266F/g。当二氧化钌和二氧化锰在电极中质量比各占20％时，更能发挥活性物质的作用，由该电极材料组成的超级电容器具有理想的电容特性。     

RuO2/CuO复合电极材料的制备及其性能研究

分别采用溶胶-凝胶法和低热固相反应法制备无定型水合RuO2和CuO粉末,进而制备了不同含量的RuO2/CuO复合电极,用扫描电镜对复合电极的形貌进行表征,并对复合电极进行循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等电化学性能测试,结果表明,RuO2/CuO复合有助于获得较细颗粒和改善RuO2的阻抗特性。当CuO的含量为30%(质量分数)时,在38%的H2SO4溶液中,扫描速度为5mV/s时,复合电极的比电容为513F/g,内阻为0.361Ω,且在经过400次充放电后,比容量仍保持91.4%,可作为较理想的超级电容器电极材料。     

超级电容器用（RuO2/SiO2）·nH2O复合薄膜电极的研究

以水合三氯化钌(RuCl3.3H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-热分解法制备了超级电容器用(RuO2/SiO2).nH2O复合薄膜电极材料。研究了热处理温度及热处理时间对电极材料电学性能的影响。借助CHI660C电化学工作站对薄膜材料的电化学性能进行了测试,采用SEM、XRD、FTIR等检测手段对复合材料的微观形貌、物相结构进行了分析。结果表明,固定水合三氯化钌和正硅酸乙酯的物质的量比为10∶3,当热处理温度和时间分别为350℃和2h时,复合薄膜电极具有优良的综合性能,比表面积为265.7m2/g,比电容最高为421F/g,充放电电流为0.1A时,内阻最高为0.72Ω。     

RuO2·xH2O/AC复合电极及混合型超级电容器的性能研究

用Sol-Gel法制备RuO2·xH2O,并进一步制备了RuO2·xH2O/活性碳复合电极.针对超级电容器单元工作电压低的问题,研制了一种混合型超级电容器.该电容器是由金属钽阳极、Ta2O5阳极电介质、38wt%的硫酸电解质溶液和RuO2·xH2O/AC阴极组成.组装的超级电容器样品的参数为50V、2.1mF,储能密度为1.48J/cm3.实验结果表明,该电容器具有较高的储能密度和良好的阻抗特性,可以满足脉冲功率技术的要求.     

太西无烟煤/聚苯胺复合电极材料的制备与性能研究

将苯胺单体引入太西无烟煤的微纳米孔隙及芳香层片中,原位聚合制备出太西无烟煤/聚苯胺复合材料,其电导率稳定在101 S·m-1数量级.分别用SEM和FTIR对其微观形态和化学结构进行了表征,用电阻仪和电化学工作站对其电化学性能进行了表征,结果发现:无烟煤/聚苯胺复合材料表面附着大量微纳米级聚苯胺小颗粒.无烟煤与聚苯胺间发生了较强的化学键合和氢键结合.当无烟煤与苯胺质量比为1/2时,得到的复合材料电导率最高,为72.5 S·m-1,单极比电容为130.72 F/g,且兼有法拉第准电容和双电层电容特征.     

超级电容器Mn-Pb纳米复合电极材料的电化学性能研究

利用低温固相反应法制备了Mn-Pb复合氧化物超级电容器电极材料.采用XRD、TEM、循环伏安和恒流充放电法对电极材料的形貌和结构特点以及电化学性能进行了测试分析.结果表明,复合氧化物的粒径均为纳米尺寸,呈无定型结构.复合氧化物在1mol/L Na2SO4中,电位窗口为-0.2～0.9(V vs.SCE)范围内具有典型的电容特征.纳米氧化物电极比容量随放电电流的增大而减小.当放电电流为2mA时,Mn-Pb复合氧化物电极的比容量为180.5F/g.     

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.     

金属Mn/活性炭电极材料电化学性能的研究

选用不同孔结构的活性炭采用浸渍法负载Mn金属离子,考察活性炭在负载前后的比电容变化情况。研究表明,金属Mn具有比较明显的准电容效应,其中负载金属Mn的中孔活性炭和微孔活性炭的比电容分别增加63．17％和19．69％,中孔活性炭负载金属Mn时,比电容随负载量的增加而上升;微孔活性炭负载5％时比电容最大为340．16F／g。     

掺钴MnO2电极的电化学电容行为研究

采用化学共沉淀法制备了超级电容器电极材料化学掺杂Co的MnO2电极,借助XRD测试对电极材料进行了物理结构表征,表明掺Co量影响材料的晶体结构和活性。电化学测试结果得出化学掺杂的配比对电化学性能影响很大,掺杂量为n(Co)：n(Co Mn)大于或小于0．1时,其循环伏安、充放电和电容特性较差。而适量的掺入Co,改善了电极的电容性能,降低了电极内阻,提高了活性物质的利用率,并使得电极能够在大电流下进行充放电。经1000次循环,适量掺杂的MnO2电极比未掺杂的MnO2电极具有更高的电容性能,掺杂的MnO2电极循环性能相对较差,但是其比电容仍然大干未掺杂MnO2电极。     

Ag/MnO2复合电极材料的制备及其电化学性能

过渡金属氧化物MnO₂因其制备工艺简单、储量丰富、环保且具有较高的理论比容量,在电池储能方面有较大潜力。本论文借助溶胀法对水热合成的δ-MnO₂进行剥离制得MnO₂纳米片。再利用紫外光照以及NaBH₄的还原作用在MnO₂纳米片表面负载Ag纳米颗粒,从而得到Ag/MnO₂复合材料。对Ag/MnO₂复合材料进行了结构和形貌表征以及电化学性能测试。结果表明,作为锂离子电池负极材料,Ag/MnO₂的电化学性能明显优于纯相δ-MnO₂。Ag/MnO₂在100 mA/g电流密度下的首次可逆比容量达到1 001.1 mA·h/g,库伦效率为79.9%;在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 A/g电流密度下的平均可逆比容量分别为936.3、607.5、429.5、351.1和278 mA·h/g,当电流密度重新回到0.1 A/g时,其平均可逆比容量仍可达到658.7 mA·h/g。...     

自组装法制备SiO_2-PMBAAm-PAM复合微球及其水化膨胀性能研究

首先在stber方法的基础上制备出了尺寸均一的单分散的SiO2微球。在乙腈溶剂中,采用NN’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm)和丙烯酰胺(AM)作为聚合物单体,通过自组装技术成功制备出了较规则球形且粒径分布集中的SiO2-PMBAAm-PAM核壳结构聚合物复合微球,并对其制备条件进行了系统优化。将优化制备出的复合微球进行了水化膨胀性能测试。测试结果表明,随着矿化度增大,复合微球的膨胀倍率减小;随着pH值增大,复合微球的膨胀倍率呈现先增大后减小的趋势,且在中性环境中膨胀性能最好。     

Preparation process and properties of LiCoO2/PANI/dodecylbenzenesulfonate composite electrode materials

Composite materials that combine the lithium exchanging material LiCoO₂ and the conductive polymer poly(aniline) (PANI) have been investigated regarding their possible application to electrode materials of lithium batteries. Such composite materials have been prepared by means of polymerization of aniline in acidic suspensions of LiCoO₂ particles. PANI was synthesized by oxidative polymerization of aniline by ammonium persulfate in the presence of sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) as a micellar template and dopant. The composite material consisted in LiCoO₂ particles dispersed in a continuous matrix of PANI. The ribbon-like morphology of the powdered material was distinctly different of the morphologies of the parent materials. The conductive material had conductivity close to that of PANI because the LiCoO₂ content of the composite material was low. The presence of the poorly conductive inorganic phase caused a significant loss of conductivity, showing that LiCoO₂ blocked electronic transfers between PANI crystallites. Ammonium persulfate caused the loss of lithium from LiCoO₂ when it was used at high concentration in the polymerization recipe. In this case a new phase made of Co₃O₄ formed by chemical decomposition of Li_xCoO₂. Thin films prepared from stable suspensions of composite materials in water show comparable electrical performance to that measured for bulk materials.     

二氧化锰—石墨烯复合电极材料的制备与表征

利用水热法制备MnO_2和MnO_2-石墨烯(GNs)复合材料,并分别作为锂离子电池的负极材料,进行XRD、SEM、恒电流充放电(GC)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等测试。结果表明,制备的MnO_2为β-MnO_2,长度为1~2μm,宽度小于200 nm的纳米棒。β-MnO_2-GNs复合材料在0.1 C的电流密度下循环60次的放电比容量为659.8 m A·h/g,放电容量保持率为46.4%,在5C电流密度下,放电比容量保持在418 m A·h/g。     

聚乙烯醇缩丁醛/纳米TiO2复合材料的制备及性能研究

制备了不同聚乙烯醇浓度的聚乙烯醇缩丁醛(PVB),利用偶联剂和超声波分散法对纳米TiO2进行了表面处理,用共混法制备了PVB/纳米TiO2复合材料.采用FT-IR、XRD、SEM等测试手段表征了复合材料的红外吸收性能、光学性能、结构和微观形貌,测试了复合材料的力学性能.结果表明:由于纳米TiO2粒子的加入,复合材料的韧性得到明显提高,其断裂伸长率为纯PVB的6～8倍左右,同时使PVB/TiO2纳米复合材料具有良好的紫外线屏蔽性能.该材料的制备方法简便、易于操作,具有一定的工业应用前景.     

非均相超声法制备纤维素-聚苯胺导电复合材料及其导电性能研究

用非均相超声法制备了纤维素-聚苯胺导电复合材料,通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、和热重(TG)以及四探针仪(SDY-4)对其结构及导电性能进行了表征。经过超声处理的纤维素表面部分细胞初生壁(P)和次生壁外层(S1)脱除,次生壁中层(S2)裸露,表面粗糙。苯胺单体均匀地附着于其表面,并进一步聚合得到颗粒状聚苯胺,有效地抑制了团聚现象的产生。复合材料的热稳定性和导电性都有相应的提高。     

炭载MnO2复合电极材料的制备与电容性能研究

采用真空浸溃、化学沉淀法制备活性炭(AC)载MnO2复合电极材料(MAC),利用XRD、SEM、EDS、恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法对所制备的复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试.实验结果表明在AC颗粒表面沉积了γ-MnO2颗粒,所得MAC以200mA/g的电流密度充放电,首次放电比电容高达417F/g,循...     

气相溶胶-凝胶法制备TiO_2-硅藻土复合光催化材料

以硅藻土和钛酸四丁酯(TBOT)为原料,氨气气氛中,利用TBOT在硅藻土表面及内部的原位水解-缩合反应制备TiO_2-硅藻土复合光催化材料;采用SEM、XRD、EDS、紫外分光光度计等对该复合材料的表面形貌、晶型、催化性能等进行表征;使用该复合材料对甲基橙进行催化降解。结果表明:TBOT在硅藻土表面及内部生成纳米TiO_2微粒,具有硅藻土的孔道结构和纳米TiO_2微球2级结构,具有光催化性能。     

Preparation and properties of close-packed composite materials

Monodisperse silica particles of about 0.3m diameter are suspended in methacrylate monomer using a carefully selected dispersant. Many steric dispersants are hydrocarbon chains with a reactive end-group. These are not effective as dispersants for silica in moderately polar solvents, such as esters and the methacrylate monomers. Good dispersion was obtained with a methacrylate polymer terminated by a chlorosilane end group. Settling or centrifugation of these unagglomerated dispersions gives well-packed particle beds. Polymerization of the surrounding monomer produces composite materials with high packing fractions and a high degree of regularity. Moduli and strengths of these composites are reported.