石墨烯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能

通过水热法在160℃条件下成功制备了手风琴状石墨烯/MnO₂复合材料.通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、BET法以及拉曼光谱对材料进行表征.结果表明,手风琴状二氧化锰与层状石墨烯之间具有十分高效的贴合,这种创新性设计有效地利用了石墨烯的高电导率、大比表面积以及二氧化锰的优秀赝电容行为.电化学测试结果给出在0.2 A·g^-1时,样品的比电容高达138 F·g^-1,数倍增强于单独的二氧化锰或石墨烯样品.     

纳米MnO2超级电容器性能研究

采用液相反应制备了纤维状纳米MnO2，X射线衍射分析表明：产物是α-MnO2和7-MnO2组成的混合晶相。利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能。在0．15V～0．75V(SCE)工作电压范围内考察了在不同浓度(NH4)2SO4电解液中的电容性能，结果表明：该电极材料在浓度为1mol／L的(NH4)2SO4中具有优异的电容性能；恒流充放测试其比容量可达142．2F／g。     

Ni~(2+)复合MOF-5材料的制备工艺及其电化学性能研究

金属有机框架材料(Metal organic frameworks,MOFs)由于具有超高的比表面积和可调的孔结构,已成为超级电容器电极材料的研究热点。以硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)和对苯二甲酸(C_6H_4(COOH)_2,BDC)为原料,采用水热法制备了MOF-5材料,并将MOF-5与不同比例的Ni~(2+)复合制备了Ni-MOF-5复合材料。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对材料的表面形貌和结构进行了表征,采用Princeton和Arbin超级电容器测试系统对材料的电化学性能进行了测试。结果表明:复合不同比例的Ni~(2+)可获得不同形貌的Ni-MOF-5复合材料,当Ni~(2+)∶Zn~(2+)=0.50∶1.00(物质的量比)时,制得形貌均匀的微球富Ni颗粒,且其电化学性能优良,在电流密度为0.05 A/g的条件下,比容量达到400 F/g。     

二氧化锰微纳米球和微米棒的制备工艺优化及性能

采用一种简便、快速和低温的水热法制备了超级电容器用MnO₂微纳米球和微米棒粉体颗粒,并用正交试验和单因素实验对其制备工艺进行了优化。通过X射线衍射、扫描电镜和电化学测试,研究了所得材料的晶体结构、表面形貌和超电容性能.最佳合成工艺条件为:反应温度150℃,KMnO₄/MnCl₂摩尔比2.5:1.0,反应时间3h,填充率40%。该工艺下所制的样品为α-MnO₂,且呈现出空心、表面多孔的微纳米球和微米棒形貌.微纳米球的直径约为0.2-0.8μm,微米棒的直径约为30nm、长约为5μm.在此条件下,所得样品在100、150、200、250和300mA·g^-1电流密度下,第5次的放电比电容分别为255、170、133、105和88F·g^-1,其等效串联电阻和电荷转移电阻分别为0.37和0.40Ω.     

恒压对万法级MnO2/C超级电容器性能影响研究

采用固相法制备了纳米棒状MnO2,用XRD和TEM对其结构与形貌进行了表征.以所制备的MnO2和活性碳为电极活性物质,组装成混合型超级电容器,并就恒压时间对其电容性能的影响进行了研究.结果表明,恒压时间越长,超级电容器的放电电容越大,自放电速率越低.16 A恒流充放电时,最佳恒压时间为10 min,此时超级电容器的电容为11006.1 F;50 A恒流充放电时,最佳恒压时间为5 min,此时超级电容器的电容为10 083.3 F.     

溶液燃烧法制备Mn_3O_4/碳纸三维纳米多孔复合电极及其在超级电容器中的应用

采用硝酸锰(Mn(NO3)2)、甘氨酸(NH2CH2COOH)为原料,利用溶液燃烧法将锰氧化物通过一步反应直接包覆在碳纸表面,获得三维且具有纳米多孔结构的四氧化三锰/碳复合电极材料。利用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对该材料的表面形貌、结构和物相进行分析表征。采用Princeton电化学工作站和Arbin超电容测试系统对材料的电化学性能进行测试。结果表明:通过调整反应物Mn(NO3)2与NH2CH2COOH的比例,可获得不同包覆形貌的锰/碳复合材料。Mn(NO3)2与NH2CH2COOH的物质的量比n(Mn(NO3)2)/n(NH2CH2COOH)为1时,得到锰氧化物连续包覆的三维纳米多孔复合电极材料。所制备的电极材料的电化学性能优良,在0.5 A/g的电流密度下,比容量达到201 F/g。在5 A/g的电流密度下循环1 000次后,仍保持94%的初始容量。     

MnO2超级电容器材料在中性电解质中的电化学特性

采用常温液相氧化法制备了MnO2超级电容器材料,并用X射线衍射(XRD)和循环伏安以及恒电流充放电测试等方法对所得的MnO2电极材料的结构和电化学特性进行了研究。结果表明:所得的水含MnO2·xH2O为无定型结构,该电极材料在硫酸盐水溶液中比在氯化物溶液中有更宽电位窗口,可达0～1 0V(vs.SCE),比电容达144 1F g,并具有良好的准电容特性和循环寿命。     

MnO2/AC复合材料的机械化学法制备及其电容性能

采用机械化学法制备MnO2以及MnO2/AC复合电极材料.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了所合成材料的晶型与形貌;用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对电极在6 mol/LKOH电解液中的电容性能进行了测试.结果发现,加入活性炭后,MnO2超级电容器放电电压从1.2 V提高到1.8 V;电极比容量达到了312 F/g,经过300次循环后为260 F/g.     

α-MnO2纳米棒在1 mol/L KOH溶液中的电容行为

通过水热法合成的MnO2纳米粉体,用X射线衍射(XRD)证明其为α MnO2,透射电镜(TEM)证明颗粒形貌为棒状,直径20nm左右,长度在0 5～1 0μm之间。用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了该MnO2电极在1mol LKOH溶液中,-0 25～0 45V(vs·Hg HgO)的电位范围内的法拉第"准电容行为"。结果表明:该MnO2电极在1mol LKOH中具有良好的电容性能,其比电容可达300F g以上,在5mA cm2的电流密度下恒电流充放1000个循环后,其容量衰减在10%以内。     

Gd2O3低维纳米结构的形貌可控合成研究

研究了Gd2O3低维纳米结构的形貌可控的合成方法。通过不同的水热条件,得到不同形貌的碱式碳酸钆,再经过热处理,制备不同形貌的Gd2O3纳米材料。在反应条件简单的基础上,在不同水热温度下分别得到了分散性良好的纳米球和尺寸均一的纳米棒,并对产品进行XRD、SEM和TEM表征。还对温度、溶剂以及尿素的浓度等条件对Gd2O3形貌的影响及其形成机理进行了探讨。     

氧化锰矿电化学浮选研究

对氧化锰矿电化学阴极处理,可明显改善氧化锰矿的可浮性。在ｐＨ值８．５,电化学作用时间５ｍｉｎ以及电压１５Ｖ条件下,获得了较理想选别指标。较之未经电化学处理的常规浮选,其精矿产率γ、回收率ε分别提高１１．３０和２０．４９个百分点,精矿品位提高近２个百分点     

二氧化锰电解工序研究

电解二氧化锰作为电池工业中非常重要的原料之一,其生产过程简单分为化合(制液)、净化(除杂)、电解、后处理(再加工)4个部分。在电解工序当中,锰在此工段以二氧化锰的形式电沉积在阳极板上并在剥离后送至后处理进一步加工。而电解作为整个电解二氧化锰的核心工序,其过程工艺对最终产品质量有很大的影响。主要介绍了电解工艺原理、电解生产时的参数控制以及简单作业流程。     

碳酸锰矿石制取活性二氧化锰的研究

对由碳酸锰矿石制取活性二氧化锰进行了研究，所获二氧化锰放电性能接近轻工部电解二氧化锰二级品标准。     

介孔锰氧化物的制备研究进展

结合近几年来对介孔锰氧化物的研究进展,对介孔锰氧化物的制备方法和研究情况作了比较全面的综述。对包括自组装合成法、表面活性剂模板合成法、溶胶—凝胶法、高温水热法、水解法和超声波法等合成方法的有关机理、特点、影响因素等进行了简单的讨论,对介孔锰氧化物的合成提供了必要的指导。     

钛白粉铝包膜的结构特性及对水分散性的影响

以偏铝酸钠为铝源,在不同p H值下水解沉淀得到氧化铝水合物;用XRD、SEM表征其晶型和形貌,结合水溶液中各种单体铝存在的优势区分析不同氧化铝水合物产生的水解历程。以偏铝酸钠为改性剂在不同p H值下对钛白粉进行表面包覆,研究改性后钛白粉水分散性和稳定性的变化。结果表明:空白试验在p H=4~5下沉淀得到无定形水合氧化铝,形貌为颗粒粒径为数拾纳米的团聚体;在p H=6~10下沉淀得到勃姆石型水合氧化铝,结构疏松,呈絮状;在p H10下沉淀得到三水铝石,呈片状或棱镜形状。不同p H值下包覆的钛白粉具有不同的表面zeta电位,包覆后钛白粉其等电点均比未包覆钛白粉高。在p H=10的水溶液中,p H=4和5下包覆的钛白粉水分散性和稳定性较差,而在p H=9、10、10.5下包覆的钛白粉其水分散性和稳定性比未包覆的钛白粉提高明显。     

λ-MnO2的结构与电性能研究

采用酸处理LiMn2O4的方法来制备λ-MnO2，并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒电流充放电测试等方法对所得λ-MnO2的结构和电性能进行了研究。研究结果表明，所得λ-MnO2具有尖晶石型结构，晶粒细小，形貌较规则，粒径分布均匀；以其为正极组装成Li／MnO2电池的放电比容量达到226mAh/g。     

掺铬锂锰氧化物的制备和性能研究

用熔盐法制备出掺铬的尖晶石锂锰氧化物LiCr     

硫酸锰废渣特性及综合利用研究

长沙市黄兴镇13家硫酸锰厂的生产废渣使当地的生态环境遭受到了严重破坏。文章利用地下水污染物运移模型模拟了堆渣场周围污染物的扩散规律;在废渣浸出毒性试验和废渣的全分析基础上,全面地研究了废渣的组成及浸出毒性大小。研究证明,废渣将会对该地区造成长时间、大范围的污染。渣中重金属锰含量高达138800mg/kg。按国家规定的危险废物鉴别标准作浸出毒性试验,浸出浓度超过了《污水综合排放标准》,其衰减可用负指数方程来描述。试验室基础上证明废渣可被用作低浓度二氧化硫的吸收剂生成硫酸锰,是废渣综合利用的较好方向。     

镍锌铁氧体共沉淀前驱物经水热处理后的性能变化研究

探讨了在制备镍锌铁氧体过程中,共沉淀得到的前驱物经水热处理前后的颗粒粒径分布范围、比表面积、晶体发育情况及颗粒形貌的变化情况。实验及理论分析表明,经水热处理后,沉淀颗粒更均匀、粒径分布范围更窄、比表面积增大。