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。     

发射状OMS-2型MnO2的制备及其超级电容性能

在不同的反应时间下水热法控制制备发射状超级电容器用MnO2电极材料,采用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)表征其结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究其电化学电容性能。结果表明,制备的MnO2为隐钾锰矿型,具有发射状结构,随着反应时间的延长,MnO2的晶型从不完善逐渐变得完善,发射状结构逐渐明显、增大,并且MnO2辐射出的每根单枝从较细的纳米刺逐渐生长为四方结构的纳米棒;在5mA/cm2的电流密度下,最高比电容达到了448F/g;随着反应时间的增加,MnO2电极的比容量先增长再降低。     

Cu-SiC复合电极电火花加工烧结NdFeB永磁体的研究

将超声波和复合电沉积技术相结合制备了Cu-SiC复合电极材料,利用SiC颗粒高熔点、高导电性的特点来探索对烧结NdFeB永磁体电火花的可加工性。研究了Cu-SiC电极对NdFeB永磁体加工效率、加工效果的影响规律。结果表明SiC颗粒在火花放电中使电场产生畸变,降低了击穿电压,火花痕迹大而浅,表面粗糙度降低;同时提高了加工效率,降低了电极损耗。     

超级电容器用石墨烯极片的制备和性能

以石墨粉为原料,通过简便的氧化还原法制备了石墨烯。将石墨烯极片在有机电解液体系中组装成超级电容器。利用XRD、SEM对制备的石墨烯电极进行物相和形貌分析。采用恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗对所制备超级电容器的电容性能进行了研究。结果表明,石墨烯电极超级电容器比天然石墨制备的超级电容器的比电容有了明显的提高;在电流密度为200mA/g,电压区间为1.25~2.5V下循环888次后比电容保持在45.5F/g,容量保持率在85.5%,表明石墨烯材料制备的电容器具有较好的充放电循环性能。     

Ni-W-P-SiC-WS2耐磨减摩复合镀层的制备及性能研究

在金属表面制备高硬度、耐磨损且摩擦系数低的功能涂层,可以有效减少摩擦功耗、延长机械设备的使用寿命。本文采用化学复合镀的方法,在不锈钢基质上实现Ni-W-P-SiC-WS2镀层的镀覆,并对镀层的表面形貌、微观结构、成分、硬度、摩擦学性能和耐蚀性等进行了测试和分析,研究结果表明,Ni-W-P-SiC-WS2镀层表面平整,由胞状物和分布均匀的复合颗粒组成;镀层里磷的含量在5%~8%之间,属于中磷镀层。与同等实 验 条 件 下 的 二 元 合 金 镀 层Ni-P-SiC-WS2镀层相比,由于W的共沉积,三元合金镀层Ni-W-P-SiC-WS2的微观硬度、腐蚀性能和耐磨性均有所提高,同时自润滑性能更加优异。     

碳纳米管工具电极的制备

纳米工具电极是进行纳米电解加工的必备条件,其特征尺寸直接影响纳米结构的最终尺寸.提出了利用电弧放电将碳纳米管束焊接在钨针尖上的纳米工具电极制备方法,并通过试验研究了钨针的针尖圆弧半径和放电电压对制备碳纳米管工具电极的影响.试验结果表明,不同尖端圆弧半径的钨针,所需有效放电电压不同,圆弧半径越小,有效放电电压越小,强电场分布越集中,越容易将碳纳米管束焊接在针尖的顶端;圆弧半径越大,强电场分布区域越大,越不容易控制碳纳米管束焊接的方向性.在针尖圆弧半径约为100 nm和300 nm的钨针上,放电电压分别为25 V和35 V时,成功制备出碳纳米管工具电极.     

铋钼复合氧化物的研究进展

综述了多种铋钼复合氧化物的制备方法:固相反应法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法以及喷雾干燥法等,分析了这些方法的优缺点。同时综述了铋钼复合氧化物在氧化反应催化、光催化、电解质材料等领域的应用以及材料的结构、形貌对于其性能的影响。针对铋钼复合氧化物不同的应用领域提出了制备技术、材料组分和结构与形貌的发展方向。     

RuO2/聚吡咯复合电极的制备及性能

通过热分解法及电化学聚合法的复合工艺制备了RuO2/聚吡咯(PPy)电极材料。使用涂覆热分解法于260℃热处理3h制备得RuO2薄膜,通过电化学聚合法把PPy粒子沉积在RuO2薄膜上。XRD表明该复合物为非晶相;红外光谱测试揭示了相对应离子结合在复合物中;SEM揭示了PPy粒子的增长规律。循环伏安及恒流充放电测试了该复合电极的电化学性能。沉积时间<25min时,复合电极的电容量与沉积时间呈递增关系;沉积时间>25min时,复合电极的电容量与沉积时间呈递减关系。复合电极的比电容则随沉积时间的增加而减小。沉积时间为25min时,其比电容为471F/g。RuO2/PPy电极循环稳定性较好。     

新型超级电容器电极材料NaxCo2O4的制备及电性能研究

采用溶胶凝胶法制备得到NaxCo2O4(x=1.0、1.2、1.4、1.6、1.8和2.0)样品,并首次将其应用于超级电容器电极材料;经XRD、SEM和电性能研究得出,制备出的NaxCo2O4晶体均为层状结构,x=1.6时样品电容性能最好,在6mol/LNaOH电解液中,0.25~0.7V电压范围内,以50mA/g的电流密度进行恒流充放电,比电容高达413F/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.     

原位沉淀-焙烧法制备NiO/P-CNT复合材料及其电容性质

以聚吡咯衍生的碳纳米管作为载体,通过原位沉淀-焙烧相结合,合成了新型的氧化镍/聚吡咯衍生碳纳米管(NiO/P-CNT)复合材料。采用粉末X射线衍射、热重、能谱、扫描电镜、透射电镜、循环伏安以及恒流充放电测试对样品进行表征和分析。结果表明,须状氧化镍均匀的负载在聚吡咯衍生的碳管表面,构成了具有三维网络结构的复合物。基于这种特殊结构的优势,该复合物在电流密度为2A/g下的比电容为382F/g,NiO在复合物中电容贡献为441F/g,而NiO的比电容为351F/g。经过400圈充放电后,复合物的比电容保持在90%以上,而NiO的容量保持率为82.6%。因此,该复合电极材料较NiO具有更高的比电容和更好的循环特性。     

胶体法制备60%RuO2-AC复合电极材料及其性能

通过改进后的胶体法制备了60%(质量分数)RuO2-活性碳(AC)复合电极材料,然后在不同的温度下烧结6 h。采用电化学工作站对该复合电极进行了循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试,用SEM、EDS及XRD对不同温度烧结后复合材料的形貌结构进行表征。结果表明:240℃烧结后复合电极的比电容最大,其值为445 F/g,且充放电性能良好;复合电极的阻抗值在240℃以下时随烧结温度的升高呈递减趋势,高于此温度后略有增大;复合电极材料在240℃烧结后呈细小均匀的水合RuO2粒子,分布在碳基体上;复合电极材料中的RuO2保持非晶结构,高于270℃后有较多的晶体相生成;改进后的胶体法制备的复合电极在240℃烧结后电化学性能较优良。     

热致变色VO2薄膜的制备及光学性能研究

利用等离子体发射光谱监测系统(PEM)控制钒的等离子强度,在石英基底上磁控溅射制备了VO2薄膜。采用XRD、XPS、SEM、紫外-可见-近红外分光光度计及傅立叶红外分光光度计研究薄膜的结构、光学及相变特性。结果表明,所制备的VO2薄膜具有(011)取向,VO2薄膜的热滞回线宽度为25℃,可见光透过率和太阳光调节率分别可达Tlum,l=34.1%、Tlum,h=35.3%和ΔTsol=6.8%,相变前后,红外光区的反射率变化最大值可达44.4%。     

基于聚吡咯/氧化石墨烯电极的MEMS微电容的性能研究

MEMS微电容具有高比容量、高储能密度和抗高过载等特点,在微电源系统、引信系统以及物联网等技术领域具有广泛的应用前景。设计制作了一种三维结构的聚吡咯/氧化石墨烯电极的MEMS微电容。该微电容由三维结构集流体、功能薄膜、凝胶电解质和BCB封装构成,其三维结构集流体是基于RIE刻蚀等微加工工艺加工实现的,而功能薄膜是通过电化学沉积工艺在集流体表面沉积聚吡咯/氧化石墨烯制备而成的,具有阻抗低、容量高、循环性能好的优点。电极的结构表征表明,聚吡咯中充分掺杂了氧化石墨烯,功能材料微观结构规整。器件电化学测试结果表明,放电电流为3mA时,MEMS微电容具有30μF的电容值,比容量达到7mF/cm2,在4000次充放电循环后,器件比容量仍保持在90%,电容量无明显衰减,具有稳定的电容性能和良好的循环性能。     

涂覆热分解与电化学聚合法制备聚苯胺/RuO2复合电极材料

通过涂覆热分解法并结合电化学聚合法制备得到聚苯胺(PANI)/RuO₂电极材料。使用涂覆热分解法于260℃热处理3 h制备RuO₂薄膜, 通过电化学聚合法将PANI粒子沉积在RuO₂薄膜上, 并在80℃加热12 h。采用XRD分析PANI/RuO₂复合物晶相, 采用SEM观察PANI/RuO₂复合电极材料的形貌变化。利用循环伏安及恒流充放电测试了该复合电极的电化学性能。结果表明, PANI沉积时间为25 min, 该PANI/RuO₂复合电极的最大电容量为9.72 F, 比电容为452 F·g^-1, 充放电曲线体现了较低的电压降、等效串联电阻及良好的充放电性能。经1000次循环伏安后, 其比电容损失约为11%。     

苯丙乳液的制备及其性能影响因素研究

以苯乙烯、丙烯酸丁酯为主单体,丙烯酸(AA)为功能单体,SDS/OP-10为复合乳化剂,过硫酸铵为引发剂,采用单体预乳化、半连续种子乳液聚合工艺,制备出性能优异的苯丙乳液。采用FT-IR、DSC、GPC、Nano-ZS90等对聚合物乳液进行了表征,系统研究了单体配比、复合乳化剂、引发剂用量、聚合温度等因素对乳液成膜性、耐水性、稳定性等常规性能的影响。结果表明,乳胶粒粒径受复合乳化剂种类及用量的影响较大,同时也与引发剂用量有关;单体配比是乳液玻璃化温度(Tg)的关键影响因素。     

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。     

纳米氧化镁模板法制备氮掺杂炭电极材料

六水氯化镁作为镁源,制备了粒径范围11~26nm的氧化镁,以纳米氧化镁为模板,将聚丙烯酰胺高温炭化,酸溶去模板,制备出高含氮量的多孔炭材料,并对材料进行XRD、SEM、孔径表征和电化学性能测试。结果显示,炭材料以层状为主,平均孔径为4.72nm,比表面积达1873m2/g;在1mol/LH2SO4电解液中,放电电流密度为1A/g时,电极材料的质量比电容达176F/g。     

石墨烯的制备和应用

石墨烯因具有优良的电学、热学和机械性能,以及高透光率和超大比表面积等而备受人们关注。尤其是2004年稳定存在的石墨烯被成功的获得,更是掀起了石墨烯的研究高潮。获得低成本、大面积、高质量的石墨烯,并将其用于实际生产是研究人员奋斗的目标。主要对近几年一些改进的或新的石墨烯的制备方法以及其主要的潜在应用做了综述,从中可以看到石墨烯的巨大发展潜力。     

RuO2/ZrO2/TaON复合光催化材料的制备及光解水制氢性能

采用控制水解法制备了细颗粒的ZrO₂/Ta₂O₅复合氧化物粉体, 在氨气流量为90 mL/min、850℃下氮化10 h获得ZrO₂/TaON, 用浸渍法制备含助催化剂RuO₂的复合光催化剂。用XRD、SEM、TEM和UV-Vis漫反射光谱等对所制备的光催化材料进行了表征, ZrO₂、RuO₂的晶粒尺寸约为10 nm,TaON的晶粒尺寸约为25 nm, 复合光催化剂可以吸收波长≤500 nm的可见光。ZrO₂的引入降低了氮化生成TaON的缺陷密度, 提高了TaON的比表面积。光电流及光催化分解水制氢反应定量评价了复合材料的光催化性能, RuO₂含量为2.0wt%时复合光催化剂活性最高, 0.6 V偏压下光电流密度为0.6 mA/cm², 产氢速率为6.0 μmol/h。