酚醛树脂基活性炭微球的电化学性能Ⅱ.作为EDLC电极材料的活性炭微球的制备及电化学性能

用直流恒流循环法考察在不同的活化条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为双电层电容器电极的电化学性能。结果表明，要得到高比电容的电容器电极材料，水蒸气活化的最佳条件为：在800℃下活化1h，水蒸气的量控制为氮气量的40％。在此条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为电极具有良好的循环充放电性能，比电容可达到143F／g，充放电效率高达98％。在2．0nm～7．5nm之间的孔对活性炭微球的比电容影响显著。     

酚醛树脂基碳微球的制备及其电化学性能研究

以间苯二酚和甲醛为前驱体,1,6-己二胺作为交联剂,通过水热法制备出一种球形纳米酚醛树脂基碳微球材料。采用N2吸附、XRD及SEM对材料的结构和形貌表征表明,交联剂的加入可得到球形形貌的碳纳米微球,同时,改变交联剂的量可以控制球形颗粒的大小及结构,但FT-IR表明对表面官能团未有影响。利用循环伏安法、恒流充放电及交流阻抗曲线对碳球材料电化学性能进行评价,在-0.95~0 V电压范围内,碳球材料具有典型的双电层电容和充放电可逆性。当1,6-己二胺与间苯二酚摩尔比为0.4时,在1 A/g的电流密度下测得的比电容为147.37 F/g。对电极进行5000次循环充放电测试,其比容保持率为91.27%。     

NiO/CuO复合氧化物的制备及电化学性能研究

采用浸渍-水热沉淀法合成CuO掺杂Ni（OH）2前驱体,经300℃煅烧得NiO-CuO复合氧化物。利用FT-IR、XRD、SEM和恒流充放电分析测试复合材料的相结构、微观形貌和电化学性能。结果表明,当镍铜比为4∶1时,在5mA/cm2的电流密度下所得复合氧化物单电极比电容为822F/g,180次循环后衰减率仅为4.5%,循环可逆性能好。     

Role of conducting carbon in electrodes for electric double layer capacitors

Six electrodes with a varying amount (5, 10, and 15 wt.%) of conducting carbon nanotubes (CNT) and carbon nanofibers (CNF) were fabricated and their performance evaluated against a control sample that was devoid of any conducting material. The goal of this work was to determine the correlation between electrode conductivity and capacitance in 1 M tetraethyl ammonium tetrafluoroborate (TEABF₄) in propylene carbonate (PC) electrolyte. CNT electrodes exhibit the lowest electrical resistance, while CNF electrodes had the highest capacitance. The specific capacitance (120-140 F/g) increased monotonically up to 2.5 V. An inverse correlation between electrical resistance and capacitance was observed for various concentrations. The electrodes were characterized using CV, EIS, SEM, and BET analysis.     

锌单晶的制备及不同晶面的电化学行为

通过坩埚下降法制备了单晶锌,同时采用金相实验和XRD分析了所生长的锌单晶,并用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法分别研究了锌单晶(002)晶面电极和(100)晶面电极在6.0mol·L-1的KOH溶液中的电化学行为.结果表明:在6.0mol·L-1的KOH溶液中,锌单晶(002)晶面电极的腐蚀速度小于(100)晶面电极;锌单晶(002)晶面电极氧化还原可逆性优于锌单晶(100)晶面电极,锌单晶(100)晶面电极的氧化和还原能力优于锌单晶(002)晶面电极.     

针状焦基活性炭的制备及其作为EDLCs电极材料的电化学性能

以针状焦生焦为原料,通过KOH化学活化法,在不同活化条件下制备出一系列高比表面积活性炭,并对这些活性炭进行了孔结构表征.而后以30 % KOH溶液为电解液,测试了由所获活性炭制备的一系列电极的电双层电容性能.结果表明：在碱炭比7：1、活化温度850 ℃时,所制活性炭的BET比表面积为2 728 m^2/g,孔容为2.14 cm^3/g,统计平均孔径为4.4 nm,大中孔孔容占总孔孔容约50 %.该活性炭电极的比电容达305 F/g,有相对较高的能量密度、良好的功率特性以及双电层电容特性.     

Co3O4电化学电容电极材料的制备及性能研究

利用水热法,以硝酸钴为原料,分别以碳酸氢铵、六次甲基四胺为沉淀剂,制备了Co3O4。借助X射线衍射、扫描电子显微镜手段对样品进行表征。以六次甲基四胺为沉淀剂制得的Co3O4,在6 mol.L-1KOH水溶液中,电位窗口为0～0.4V内,通过循环伏安和恒流充放电测试,显示该材料制备的电极具有良好的电容行为。充放电流在为5 mA时,单电极的比容量达到239 F.g-1,是以碳酸氢铵为沉淀剂制得的Co3O4电极的1.57倍,说明以六次甲基四胺为沉淀剂制备的Co3O4具有较好的电化学电容性能。     

NiCo2O4/C复合电极材料的制备以及超级电容性能

采用化学共沉淀法合成了纳米级NiCo2O4/C复合材料,并以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行了结构和形貌的表征,结果表明,合成的复合材料为立方尖晶石结构,其粒径大小为30～40nm,颗粒呈球形且分布均匀。循环伏安(CV)、恒电流充放电测试表明,NiCo2O4/C复合材料在6mol/LKOH水系电解液中表现出优异的超级电容特征,在0～0.9V的电位范围内,NiCo2O4/C电极材料比电容量可高达290.49F/g,并具有良好的可逆性和优异的循环性能。     

模板法中孔炭及其双电层电容性能(英文)

以乙酸镁和柠檬酸镁热解得到的MgO为模板,热塑性沥青为碳前驱体,采用程序升温一步炭化法(950℃,N2)制备了高比表面积中孔炭材料。尽管未进行活化,两种模板前驱体与沥青混合所制中孔炭材料均可获得非常高的比表面积。以这两种中孔炭作为双电层电容器的电极材料,在质量分数为30%的KOH电解液中测试其电化学性能。结果表明:这两种中孔炭电极均可得到较高的比电容量和理想的功率特性,尤其是柠檬酸镁作前驱体时,MgO与沥青质量比为4时得到的炭材料(MCP8/2)在20mA.g-1的电流密度下得到284F.g-1的比电容量,且在1000mA.g-1时仍能得到236F.g-1的比电容。交流阻抗测试表明:组装的双电层电容器的内部阻抗均小于3.5Ω。     

原位聚合制备PANI/GO复合材料及其电化学性能研究

利用原位化学氧化聚合的方法制备了聚苯胺/氧化石墨烯(PANI/GO)复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及红外光谱(IR)等方法对其结构和形貌进行了表征。利用自制的PANI/GO复合材料作为电极材料分别组装了超级电容器及锂离子电池,并对其电化学性能进行了测试。结果表明,GO在不同的电化学器件中均能够明显改善PANI的电化学性能。以PANI/GO作为超级电容器电极材料,放电时其比电容达413.28F/g,高于纯PANI的322.56F/g,1 000次循环后,容量保持率为70%。以PANI/GO作为锂离子电池正极材料,0.1C下首次放电比容量达104.4mAh/g,50次循环后,容量未见衰减。     

材料的组织结构对锌电极电化学行为的影响

在对锌多晶进行变形、退火等方式处理的基础上,运用金相分析法、X射线衍射法、循环伏安法等方法,分析了金属锌的组织结构与电化学性能的关系。结果表明,锌单晶(002)晶面电极的氧化还原可逆性优于锌单晶(100)晶面电极,锌单晶(100)晶面电极的氧化和还原能力优于锌单晶(002)晶面电极;锌多晶电极的氧化性能和还原性能优于锌单晶电极;晶界、位错等缺陷会提高锌的溶解速度,同时电极表面的位错对还原过程中锌原子的沉积有利;晶粒的增大会减小晶界面积,使得锌电极的晶间腐蚀等局部腐蚀加剧,降低锌电极的耐蚀性,但是晶粒大小对电极电化学性能的影响相对于位错及其它缺陷要小得多。     

锂源对LiFePO4组织结构及电化学性能的影响

利用不同的锂化合物Li2CO3、LiOH.H2O、LiNO3、LiF作为锂源,采用二步固相法合成了LiFePO4/C,研究了不同锂源对LiFePO4组织结构和电化学性能的影响。结果表明,在相同的合成工艺条件下,采用4种不同锂源合成的LiFePO4的电化学性能表现出明显差异。采用LiOH.H2O合成的LiFe-PO4的电化学性能最佳,0.1C下的放电比容量为161mAh/g,1C下的放电比容量达117mAh/g,且0.5C下循环容量无衰减。采用不同锂源合成的LiFePO4电化学性能差异的原因与LiFePO4的颗粒大小、粒径分布、团聚程度及是否存在杂相有直接关系。     

反复浸渍法制备NiO及电化学性能研究

以NaOH为沉淀剂,NiCl2为前驱体采用反复浸渍法合成了Ni(OH)2,在300℃煅烧制备了NiO。X射线衍射(XRD)证明材料为立方晶相的NiO,扫描电子显微镜(SEM)显示了NiO呈现出波浪状的形貌。电化学性能测试:以10mA进行恒流充放电测试,起始容量为455F/g;随着循环次数的增加,比容量减小,200次后稳定于415F/g(为初始容量的91.2%)。     

水热合成LiFePO_4/C材料电化学性能的颗粒尺度敏感性

通过控制水热法过程中的水热反应加热速度,制备了3种不同颗粒尺度的LiFePO4/C锂离子电池正极材料。结果表明,加热速度越快,LiFePO4/C平均粒径越小,分布越集中。当加热速率从5℃/min升至15℃/min时,材料颗粒半径从336nm减小到200nm,0.1 C放电容量从154 mAh/g增至162mAh/g,而20C放电容量则从75mAh/g显著增大至127mAh/g。LiFePO4/C材料的电化学性能表现出明显的尺度敏感性,特别是在高倍率充放电条件下。     

磁性膨胀石墨的制备及对油的吸附分离与再生

以硝酸钴和硝酸铁为主要原料,采用化学共沉淀法制备CoFe2O4纳米磁性微粒,然后将其与膨胀石墨复合制得CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、震动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)对CoFe2O4纳米磁性微粒和磁性膨胀石墨进行了表征。并研究了CoFe2O4载量不同的磁性膨胀石墨对不同油类的饱和吸油量、对水和油的竞争吸附比、不同吸附时间和环境温度对饱和吸油量的影响、磁分离回收及离心法再生吸附后的磁性膨胀石墨。结果表明,合成的CoFe2O4结晶度高,晶粒度约为13nm。CoFe2O4载量越低、油品粘度越高,磁性膨胀石墨的饱和吸油量越大;油品粘度越大,油、水竞争吸附时水含量越低;磁性膨胀石墨10s即可达到饱和吸油量的80%,90s后达到饱和吸附;CoFe2O4载量为35%时,磁回收率为99.2%,且再生离心转速为3000r/min时再生吸油量达到较大值。     

The simple preparation of graphene/Pt nanoparticles composites and their electrochemical performance

The graphene-Pt nanoparticles (NPs) composites were prepared with ascorbic acid as the reductant through in-situ reduction method. The graphene-Pt NPs were characterized by X-ray diffraction, the Fourier-transform infrared spectra, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The obtained production was loaded with Pt nanoparticles, which could increase the active surface area of the electrode catalyst and accelerated the electron transfer.     

Preparation of carbon aerogel electrodes for supercapacitor and their electrochemical characteristics

A new process is presented for synthesizing the supercapacitor electrodes of carbon aerogel via pyrolyzing resorcinol-formaldehyde (RF) aerogel, which could be cost-effectively obtained by ambient drying of wet RF-gels instead of conventional supercritical drying. Defect free RF-aerogels instead of conventional supercritical drying. Defect free RF-aerogels with the linear shrinkage of less than 8% could be manufactured by ambient-drying of wet RF-gels. Carbon aerogels with high strength were prepared via pyrolyzing RF-aerogels in N₂ atmosphere. The specific surface area (< 600 m²/g) and the electrical conductivity ( 50 S/cm) of carbon aerogels varied in sensitivity with the pyrolysis condition, while their densities (0.6 g/cm³) and porosities (70%) were found to be almost constant. Post heat-treatment of carbon aerogels around 300^C in air atmosphere was very effective for improving the electrochemical properties of electrodes. The carbon aerogel electrode pyrolyzed at 800C showed the specific capacitances of about 40 F/g in H₂SO₄ electrolyte solution and 35 F/g in KOH solution.     

Al取代α-Ni(OH)2 的有机溶剂法合成及其电化学性能

采用化学共沉淀法,在醇水溶剂体系中合成了Al取代的α-Ni(OH)2.应用AAS、ICP-AES技术测定了样品中元素Ni和Al的含量,并运用XRD、FTIR和TG-DSC等现代分析手段,对其结构进行了表征.所得产品的密度为1.68g*cm-3,放电中点电位为370mV,电化学比容量达303mA*h*g-1.经372个大电流充放电循环,样品的电化学容量循环衰减率仅为9.6%.     

聚吡咯/钒氧纳米管复合阴极材料的制备及其电化学行为研究

以V2O5粉末和过氧化氢为原料,十六烷基胺为模板剂,利用水热合成法制备钒氧纳米管,然后结合阳离子交换技术,用导电聚合物聚吡咯修饰替换钒氧纳米管中的有机模板剂,成功制备了聚吡咯/钒氧纳米管复合材料。借助透射电子显微镜和傅里叶红外光谱观察和分析了修饰前后纳米管的形貌和结构变化,实验结果证实聚吡咯不但成功修饰替换了钒氧纳米管中的有机模板剂,而且还很好地保持了纳米管的管状结构。采用恒流充放电和循环伏安分别测试了修饰前后样品的电化学性能,测试结果表明导电聚合物聚吡咯的修饰替换极大地提高了电极材料的首次充放电比容量和循环稳定性,循环伏安结果和20次循环后的表面形貌分析也进一步证实了这一结论。由于聚吡咯具有高的电导率和良好的柔韧性,不仅提高了复合纳米管材料的电导率,而且还改善了复合纳米管材料的结构稳定性。