超级电容器水合氧化锡电极材料的水解沉淀法制备

采用化学沉淀法在低温下制备SnO2?xH2O电极材料,经过不同温度的焙烧,将得到的不同样品的SnO2?xH2O电极材料经X粉末衍射（XRD）,透射电子显微镜（TEM）,测试表明SnO2?xH2O电极材料为金红石结构和粉末形貌,热失重测试分析(TGA)表明随着SnO2?xH2O电极材料焙烧的温度的升高,焙烧后含水量降低。在0.5M H2SO4溶液中和电位范围0-0.9V（vs Hg/HgCl）内,通过循环伏安法,循环寿命和恒流充放电的电化学测试表明在200℃温度下焙烧的SnO2?xH2O电极材料在5 mV s-1扫描速率下的比电容在36.1 F g-1,经过2000次循环后对比首次循比容量减少了的2%,这些结果表明用化学沉淀法制备的SnO2?xH2O应用在超级电容器中是性能比较好的电极材料。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

热处理对Ir_xO_y-SnO_2/Ti电极电容稳定性的影响

以H2IrCl6和SnCl4为源物质,Ir和Sn原子摩尔比4∶6为组成,采用热分解法制备了Ir x O y-SnO2/Ti电极。通过X射线光电子能谱分析(XPS)和循环伏安测试法分析了热处理温度和保温时间对电极的组成、稳定比电容和反应激活能的影响。结果表明:电极材料由+3价和+4价的混合铱氧化物和SnO2组成。内电荷量均比外电荷量大,内电荷、外电荷和总电荷均随温度升高先增后减,320℃的电极具有最高总电荷量513.9 mC·cm-2,保温11 h达到其稳定比电容280 F·g IrO2-1。即使经过360℃热处理,稳定比电容均高于150 F·g IrO2-1。不同热处理温度获得稳定比电容所需要的保温时间符合Arrhenius方程,反应激活能为4.54 kJ/mol。反应激活能小,保温过程对比电容的影响较小。     

Zn_2SnO_4和Zn_2Sn_(0.8)Ti_(0.2)O_4/C的制备和电化学性能(英文)

以SnCl4.5H2O、TiCl4、ZnCl2和N2H4.H2O为原料,采用水热法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4纳米粉体。在此基础上,以葡萄糖和水热合成的Zn2Sn0.8Ti0.2O4为原料,以碳热还原法制备Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料。利用XRD、XPS、TEM、恒电流充放电等方法分别研究Zn2SnO4和Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的结构、形貌和电化学性能。同时用非原位XRD、XPS和SEM分析Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料电极在充放电过程中的结构和形貌变化。合成的纯Zn2SnO4的首次放电容量为1670.8mA.h/g,循环40次后放电容量迅速衰减为342.7mA.h/g。而Zn2Sn0.8Ti0.2O4/C复合材料的首次放电容量为1530.0mA.h/g,循环100次后容量还保持为479.1mA.h/g,与纯Zn2SnO4、Zn2Sn0.8Ti0.2O4和Zn2SnO4/C相比,电化学性能有较大的提高。     

高比能量Ti/(Ir_(0.3)Sn_(0.7-x)Ce_x)O_2电极材料的制备及其电化学性能

采用热分解法在360℃制备Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2三元氧化物电极材料(0x0.5)。采用X射线衍射(XRD)、交流阻抗和循环伏安法分析成分对Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明:适量的Ce可降低氧化物涂层中金红石相的晶化程度,优化氧化物涂层的结构,并提高Ti/(Ir0.3Sn(0.7-x)Cex)O2电极材料的电容性能。当x=0.2时,Ti/(Ir0.3Sn0.5Ce0.2)O2电极的比电容达到414 F/g,约为Ti/Ir O2-Sn O2二元氧化物电极的3倍;该电容材料表现出很高的比能量特性,在4.97 k W/kg的高功率密度放电时,对应的能量密度达到82.88 W·h/kg。当x≥0.3时,随着Ce含量增大,氧化物涂层的导电性能和频率响应特性会遭到恶化,对电极的电容性能不利。因此,Ce的含量控制在0.2(摩尔分数)以内为宜。     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

RuO_2·nH_2O薄膜的制备以及物相演变和伏安特性

以RuCl3·3H2O水溶液为电沉积液,采用直流-示差脉冲组合电沉积技术,通过后续热处理工艺制备超级电容器用钽基RuO2·nH2O薄膜电极材料。用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、差热分析仪(DTA)、扫描电镜(SEM)和电化学分析仪,研究前驱体RuCl3·cH2O转化为RuO2·nH2O的物相演变行为以及微观组织形貌和循环伏安性能。结果表明:随着热处理温度升高,前驱体RuCl3·cH2O通过4步反应转变成RuO2·nH2O薄膜;该薄膜经历从无定形向晶体结构的转变。经300℃热处理的RuO2·nH2O薄膜电极材料的单位面积质量为2.5mg/cm2,比电容达到512F/g;当电压扫描速率从5mV/s增加到250mV/s时,其比电容下降34%。     

超级电容器用LiMn2O4的制备与性能

采用高温固相法制备尖晶石型LiMn2O4电极材料.XRD结果表明经700℃煅烧即可得到尖晶石型LiMn2O4样品.利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试方法研究了合成过程中温度和时间对尖晶石型LiMn2O4电极材料在2mol·L-1.(NH4)2SO4溶液中电容性能的影响.结果表明LiMn2O4电极材料具有较好的电容性能.恒流充放电和循环伏安结果表明,当煅烧温度700℃,恒温时间4-2Ah时,其容量并没有明显的变化,电流密度为10mA·cm-2时,其放电比容量保持在127F·g-1.交流阻抗结果也表明,LiMn2O4电极在2mol·L"(-1H4)2SO4溶液中具有较好的电化学电容行为,700℃下煅烧的样品的溶液欧姆电阻仅为05Ω.     

水热沉淀法合成SnO_2纳米晶

用水热沉淀法合成了不同粒径的 Sn O2 纳米晶 ,属于四方晶系 ,空间群为 P4/ mnm。计算表明 :随焙烧温度的升高 ,Sn O2 晶粒度增大 ;而平均晶格畸变率则随晶粒度的增大而减小 ,表明粒子越小晶格畸变越大 ,晶粒发育越不完整。TEM分析结果表明 :所合成的 Sn O2 纳米粒子基本呈球形 ;随焙烧温度的升高 ,Sn O2 粒子的粒径增大。热失重分析表明 :水热沉淀法所合成的 Sn O2 纳米粉末中杂质含量很少 ,纯度高。     

成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料。采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能。结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在。Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势。在Ta2O5含量为70mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2F·g-1。     

IrO_2涂覆载量对IrO_2-CeO_2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响（英文）

采用热分解法制备了新型IrO_2-CeO_2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO_2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5 mA/cm~2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO_2涂覆载量为2.5 mg/cm~2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

B掺杂对NiO/Ni(OH)_2电极材料电容性能的影响

通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)_2和B掺杂的NiO/Ni(OH)_2(B)2种电极材料,采用扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的2种电极材料进行表征和电化学性能测试。SEM、XRD和XPS的测试结果表明,所制备的2种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)_2组成,并且NiO/Ni(OH)_2(B)中B的掺杂量可达14.6%(质量分数)。循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,2种电极材料均具有较高的电化学活性和可逆性;在1A/g的充放电电流密度下,NiO/Ni(OH)_2和NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料经历10 000次充放电循环后分别给出了1380和1930 F/g的比电容,显示出较高的比电容特性和良好的电化学稳定性;电化学阻抗谱表明,NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料较NiO/Ni(OH)_2电化学反应电阻降低了约2个数量级;Ragone曲线揭示了所制备的2种电极材料具有较高的功率密度和较低的能量密度。B的掺杂使得NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料表面氧化物含量增大并且形成微米微球形貌,增大了电极表面积以及与电解液的接触和润湿作用,降低了电极材料表面能带带隙能,从而导致电化学反应电阻较小和电导率提高,这是其显示优异赝电容性能的主要原因。     

耐酸非贵金属Ti／MO2阳极SnO2＋Sb2O4中间层研究

采用热分解法制备了非贵金属Sn02＋Sb204中间层Ti基MO2活性层电极，利用SEM，XRD和XPS方法对中间层进行了表征。测定了Ti／SnO2＋Sb2Od／MnO2和Ti／SnO2＋Sb2O4／PbO2电极在硫酸溶液中的析氧极化曲线，二者起始析氧过电位均比贵金属小；考察了在高电流密度（4A／cm^2）下的加速寿命，二者依次分别达到18h和86h。实验表明，SnO2＋Sb2O4是一种具有良好导电性和结合力的耐酸Ti基MO2电极中间层材料。     

渗氮钛基PbO_2耐酸阳极的电化学性能

采用热分解法制备以离子镀TiN0.26为基体、非贵金属SnO2+Sb2Ox为中间层和PbO2为活性层的耐酸阳极。采用XRD对其基体与表面层物相进行表征,同时用循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和加速寿命试验等方法对该电极在强酸中的电极性能进行测定。结果表明:TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2阳极的伏安电荷(91.3mC·cm-2)明显高于Ti/SnO2-Sb2Ox/PbO2(66.6mC·cm-2),说明前者的表面层活性点较多,析氧电催化性能较好;交流阻抗测试表明前者的Rf(1.62Ω·cm2)低于后者的Rf(2.69Ω·cm2),前者的导电性较好;且前者在强酸溶液中的预期使用寿命可达43h。因此TiN0.26/SnO2-Sb2Ox/PbO2电极可以作为较理想的耐酸阳极材料。     

Ni掺杂纳米SnO_2粉体制备及表征

以Ni(NO_3)_2·6H_2O和SnCl_4·5H_2O为原料,采用水热法制备了Ni掺杂SnO_2纳米粉体,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对产物的组织结构和形貌进行了表征,考察了Ni掺杂量对所得纳米粉体的物相、晶粒度和形貌的影响。结果表明:当前驱体中Ni2+与Sn4+摩尔比从1:10提升到3:10时,Ni元素的掺入量逐渐增加,而SnO_2特征峰的半高宽变宽,SnO_2结晶程度降低;粉体中部分Ni2+取代了Sn4+离子的晶格位置,形成了Ni掺杂SnO_2的复合粉体。当前驱体中Ni2+与Sn4+摩尔比为1:5,水热温度为160℃时制备的粉体分散性较好,颗粒大小最均匀,平均尺寸为200nm左右,掺杂量继续提高时粉体团聚现象加剧。     

Ti/Mn(0.8-x)SnxIr0.2O2电极的电容性能研究

采用热分解法制备了Ti/Mn_(0.8-x)SnxIr_0.2O_2三元氧化物电极材料。通过扫描电子显微镜,X射线衍射、循环伏安和交流阻抗谱等分析了Ti/Mn_(0.8-x)Sn_xIr_0.2O_2电极材料的组织结构和电容性能。结果表明:随SnO_2含量增加,氧化物涂层中正方结构Mn_3O_4相逐渐减少,正方结构SnO_2相逐渐增加。与锰铱二元氧化物相比,SnO_2的加入可明显改善电极材料在0~0.5 V区间的电流响应,并促进氧化锰活性的发挥,但在一定程度上也抑制了氧化铱的活性。SnO_2的加入也改变了电极材料的电荷转移电阻、弛豫时间常数、以及不同频率下的电容响应速度。相比其它电极材料,Ti/Ir_0.2Mn_0.6Sn_0.2O_2电极材料在低频范围(≤1 Hz)有更好的电容响应和更高的活性,因而获得最高的比电容值。     

Ag-La2Sn2O7/SnO2电接触材料的抗电弧侵蚀特性研究

本文采用化学共沉淀法合成了La2Sn2O7/SnO2复合粉体,并通过粉末冶金法制备了Ag-La2Sn2O7/SnO2电接触材料;研究了复合材料的抗电弧侵蚀性能,并对抗电弧侵蚀机理进行了探讨。结果表明：与Ag-SnO2相比,Ag-La2Sn2O7/SnO2电接触材料经电弧作用后表面形貌较为平整,表现出较低的熔焊力。这可能是由于在电弧作用下La2Sn2O7的存在有助于提高熔池的粘度,同时Ag-La2Sn2O7/SnO2触点表面分布的“小汗珠”状颗粒物能够起到分散电弧能量的作用,从而可以降低侵蚀区域的温升、减小熔焊力,表现出较好的抗熔焊性能。 Ag-La2Sn2O7/SnO2有望作为一种环保型电接触材料得到广泛应用。     

SnO2/Ni复合锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能

采用机械球磨法将纳米SnO2和Ni粉末复合,作为锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS分析球磨过程中材料结构和形貌的变化。对SnO2/Ni复合负极材料的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线等进行测试分析。结果表明:将复合粉末球磨适当时间后,SnO2和Ni可形成结合充分、颗粒尺寸细小、分布均匀的复合材料;SnO2和Ni的复合可有效提高SnO2的首次库仑效率和循环稳定性;SnO2/Ni复合负极材料的循环稳定性随球磨时间的延长而增加,但电极的首次库仑效率随球磨时间的延长呈先增加后下降的趋势;Ni的引入有效减小了SnO2在首次充放电循环过程中生成Li2O的不可逆反应程度,并在随后的循环过程中部分以Li-O化合物的形式进行可逆反应。     

基于SnO2中空纳米球的低温氢气传感器的研究

采用水热法一步合成SnO2纳米材料,采用XRD、SEM、TEM和氮吸附-脱附对材料的结构和形貌进行表征。表征结果表明所制备SnO2纳米材料是由直径150~200 nm的中空纳米球组成,且具有较大比表面积(82.6 m2/g)。采用丝网印刷技术将SnO2气敏浆料涂覆到叉指电极上,制成厚膜型气体传感器器件,研究其对氢气的气敏性能。结果表明SnO2中空纳米球在较低温度(200℃)下对5~200μl/L氢气具有较高的响应值及较快的响应速度,这归因于所制备的SnO2材料的中空结构和较大比表面积,利于氢气气体的吸附与扩散。