超级电容器电极材料VS4@PPy的制备及其电化学性能

探索具有优异电化学性能的电极材料是推进超级电容器发展的关键,设计优化过渡金属硫化物并研究其电化学性能对超级电容器的发展和应用至关重要.具有多种不同形貌的VS4正是研究重点之一.采用简单的一步水热法制备了花状VS4纳米材料,通过原位氧化聚合法在VS4上包覆聚吡咯(PPy),得到VS4@PPy纳米复合材料.PPy出色的导电...     

CaMoO4/GO复合材料的制备及其超级电容器性能

采用水热法成功合成了CaMoO₄/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。通过材料的表面形貌、晶体结构和电化学性能研究合成的纳米复合材料。结果表明,CaMoO₄/GO电极在电流密度0.5 A/g时比电容高达571.82 F/g,并且在1 A/g的电流密度下,经过1000次循环后的比电容保持率仍为84%。为了测试电极材料的实际应用效果,全固态超级电容器(ASC)分别使用CaMoO₄/GO和活性炭(AC)作为正极和负极进行组装。组装的ASC在功率密度1710.3 W/kg下显示出25.18 W·h·kg^-1的能量密度,并且能通过串联4个ASC为红色发光二极管供电。上述结果表明CaMoO₄/GO电极材料在高性能储能设备的应用中具有非常大的潜力。     

混合溶剂法调控镍基MOF纳米结构及其电化学性能

金属有机框架(MOF)具有高比表面积、结构丰富、孔道可调且含大量不饱和配位点等优点,但较差的导电性限制了其在电化学储能领域的应用.以溶剂热法的方式,通过调节N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶剂成分(去离子水、乙醇)合成了四种不同形貌的Ni-MOF,实现形貌结构调控改善其导电性进而提升其电化学性能.实验结果表明:Ni-M...     

Co3O4@NC的制备及其电化学性能

过渡金属氧化物是一种超级电容器电极材料。采用共沉淀法制备了立方体Co类普鲁士蓝(Co-PBA)纳米材料,先将Co-PBA在氮气中进行退火,PBA衍生为掺氮的碳纳米盒,得到产物Co@NC,再在空气中250℃下退火,得到Co₃O₄@NC纳米复合材料。Co-PBA材料的微观结构为盒状并均匀分布,平均尺寸约为500 nm。在三电极体系下测试其电化学性能,循环伏安(CV)测试结果显示在不同电流密度下曲线具有相似的形状,拥有良好的对称性,说明该材料制备的电极在充放电时的可逆性较好。Co₃O₄@NC复合材料在电流密度1 A/g时的比电容为1 000.02 F/g,在电流密度5 A/g下充放电2 500次后电容保持率为97.29%,保持了良好的循环稳定性。实验结果表明,Co₃O₄@NC复合材料是一种很有前途的超级电容器电极材料。     

基于2,6NDC的二维纳米阵列MOF材料的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架(MOF)具有比表面积较大、形貌多样和金属中心丰富等优点。然而传统的以对苯二甲酸(BDC)为配体的MOF直接用作超级电容器电极材料时其比电容低、稳定性差。为此以双苯环有机配体2,6萘二羧酸(2,6NDC)为链接剂,采用简单高效的一步溶剂热法成功合成了超薄片状2D纳米阵列2,6NDC MOF材料,对其物相结构和表面形貌进行了表征分析,并探究了其电化学性能。结果表明,在电流密度为1 A·g^-1下,基于2,6NDC的超薄片状2D纳米阵列MOF具有较高的比电容,为136.2 F·g^-1,而以BDC为配体的MOF比电容只有53.9 F·g^-1。以2,6NDC MOF构筑的超级电容器在电流密度0.5 A·g^-1下的能量密度为28.2 W·h·kg^-1,功率密度为1 650.7 W·kg^-1,且在15 000次循环后依然有约125%的初始放电比容量,显示出优异的循环稳定性。     

镍基MOF电极材料物理超声改性及电化学性能

采用水热法合成了以4,4′-联苯二甲酸(BPDC)为配体的Ni-金属有机框架(MOF),利用低成本、无污染的物理超声法在不改变Ni-MOF晶体结构的前提下对其进行改性,使块状Ni-MOF表面产生孔隙,改善Ni-MOF表面微/纳米结构,提高其电化学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)图、X射线衍射(XRD)谱、循环伏安(CV)曲线和恒电流充放电(GCD)曲线分析了改性前后Ni-MOF的微结构形貌和电化学性能。结果表明,经过超声处理后,Ni-MOF的比表面积从40.6 m^2·g^-1增加到65.8 m^2·g^-1,平均孔径从12 nm增加到22 nm。在0.5 A·g^-1电流密度下,超声处理后Ni-MOF电极比电容从420 F·g^-1增加到515 F·g^-1,提高了22.6%,电荷转移电阻明显降低,从25.11Ω降低到15.51Ω。因此,物理超声法可有效改善Ni-MOF表面微/纳米结构,提高其电化学性能。     

Zn-Ni MOF/rGO复合结构的制备及其电化学性能

采用溶剂热法和电化学还原法制备了双金属锌-镍金属有机框架/还原氧化石墨烯(Zn-Ni MOF/rGO)复合结构.利用扫描电子显微镜(SEM)对Zn-Ni MOF/rGO复合结构形貌进行了表征.通过循环伏安(CV)法和计时安培滴定法对修饰在玻碳电极(GCE)上的Zn-Ni MOF/rGO/GCE传感器的性能进行了测试.实...     

基于脉冲电沉积法制备RuO2材料及其超级电容器性能

RuO₂作为一种比较优秀的电极材料,在超级电容器中具有较大应用,但RuO₂电容性能受限于颗粒粒径大小以及分散性。为解决RuO₂颗粒容易团聚和分散性较差的问题,以RuCl₃·nH₂O为前驱体,采用新型脉冲电沉积法在泡沫Ni上电沉积RuO₂作为超级电容器的电极材料。并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及电化学工作站表征材料的表面微观形貌、物相组成和电化学性能。结果表明：分别电沉积15 min和30 min, RuO₂在Ni上生长为一层50 nm和150 nm厚度均匀的薄膜;电化学性能测试表明其内阻较低以及充放电时间较长;电沉积15 min的P15样品在20 mV/s扫描速率下具有576 F/g的比电容,在1 A/g电流密度下具有400 F/g的比电容。因此,脉冲电沉积法制备的RuO₂材料具有比较优异的性能,在超级电容器的电极材料制备中具有一定的应用前景。     

模板法制备超级电容器活性炭电极材料

以硅溶胶为模板剂,酚醛树脂为炭源,采用模板法制备了超级电容器活性炭电极材料。利用SEM和BET对实验制备的活性炭进行了分析和表征。以实验研制的活性炭为电极材料,通过循环伏安和恒流充放电测试对其电容性能进行了研究。结果表明:实验研制的活性炭的比表面积为1840m2/g,在7.5×10–3A/cm2的电流密度下,其比容达到290F/g。     

碳掺杂MnSn(OH)6纳米立方电极材料的制备及其在超级电容器中的电化学性能

多壳层中空介孔结构由于比表面积大、结构稳定性好、离子传输路径短等优点被广泛应用于各类高性能电极材料,然而双金属氢氧化物多孔多壳结构在结构稳定性和电导率方面仍存在研究上的不足.通过MnSn(OH)6化学反应的自生长以及在碱性介质中的动态刻蚀,合成了尺寸均匀的MnSn(OH)6介孔单晶纳米结构,又通过静电组装在纳米立方体外...     

二维材料MXene及其超级电容器的研究进展

综述了二维过渡金属碳/氮化物(MXene)的研究现状及其在超级电容器中的发展趋势.对MXene的结构和物理化学性质进行了简单介绍,总结了几种MXene的合成方法,并对化学刻蚀法、碱式水热法、路易斯酸熔盐法、电化学法及少层MXene合成方法对MXene性能的影响进行了评述.介绍了通过离子插入、热处理、异原子掺杂、材料复合...     

三维多孔石墨烯的制备及其电化学性能研究

电极材料的孔径结构、尺寸、类型直接影响电极材料的电化学性能。文章利用水热反应与硝酸蒸汽处理两步法制备了三维多孔石墨烯材料,并通过控制硝酸蒸汽处理时间,研究其对电极材料电化学特性的影响。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线衍射等多种测试方法对得到的三维多孔石墨烯进行表征,并利用三电极测试方法,通过循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试方法研究其电化学性能。结果表明,所制备的三维多孔石墨烯具有微孔与纳米孔相结合的三维结构,两者的协同作用使得三维多孔石墨烯表现出优异的电化学性能,在1A/g的电流密度下,比电容最高可达191.5F/g。     

Zn/Co金属有机框架的制备及其对正丁醇的气敏特性

采用水热法合成了Co3O4、ZnO和Zn/Co金属有机框架(Zn/Co-MOF)纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌和晶体结构进行了表征,分析结果表明制备的Zn/Co-MOF为边长约300 nm的立方体结构。制备了基于Co3O4、ZnO和Zn/Co-MOF纳米结构的气体传感器,并对正丁醇进行了气敏性能研究。实验结果表明:三种气体传感器对正丁醇均有明显的响应,其中Zn/Co-MOF气体传感器的气敏性能最优。Zn/Co-MOF气体传感器最佳工作温度为200℃,其对体积分数为1×10^-4正丁醇气体的灵敏度为59.18,响应/恢复时间分别约为39 s和40 s。同时,Zn/Co-MOF传感器还具有良好的选择性、重复性和长期稳定性。     

掺硼金刚石薄膜电极的制备及电化学特性

通过热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,在钽衬底上制备了p型掺硼金刚石(BDD)薄膜电极.利用原子力显微镜(AFM)分析丙酮体积分数对BDD电极的表面形貌和成膜质量的影响,利用循环伏安法(CV)分析BDD电极在不同种类、不同浓度电解液中的电化学特性.结果表明,当丙酮体积分数为1.5％时,金刚石薄膜表现出优异的附着力,并且BDD电极具有稳定的电化学特性.采用制备的BDD电极,在不同浓度的KCl和KH2PO4电解液中使用,得出电势窗口均在3.4V以上.     

超级电容器用氧化钌及其复合材料的研究进展

介绍了超级电容器(亦称电化学电容器)中赝电容器的工作原理和特点。对性能较好的电极材料氧化钌及其复合材料进行分类。综述了近年来其制备和应用进展,并针对氧化钌材料的高成本,提出解决方法和建议。最后对氧化钌材料的发展前景作了展望。     

电化学法制备聚苯胺/聚乙烯醇导电膜的性能

以高氯酸为掺杂剂用电化学氧化聚合法制备了聚苯胺 (PAn) /聚乙烯醇 (PVA)导电复合膜。实验结果表明 ,由该方法制备出的聚苯胺 /聚乙烯醇复合膜具有较好的导电性 ,其电导率最大可达 0 .173S/cm。研究了反应体系中酸的浓度对复合膜的电导率的影响 ,并且结合扫描电子显微镜和红外光谱对该复合膜结构的表征结果对复合膜的形成过程进行了探讨。     

V2O5复合电极材料的制备与表征

将sol-gel法与水热法相结合制备了RuO2掺杂的V2O5干凝胶复合材料,ζ(Ru∶V)为1.99%。结构和性能分析结果表明,复合材料主要由V、O、Ru组成;V2O5粒子连接形成薄片,薄片堆积而形成层状结构的干凝胶;RuO2未形成晶态结构,弥散分布在层状结构的间隙处;RuO2的掺杂,导致V2O5晶格畸变。循环伏安法分析表明复合材料具有典型的超级电容行为,其比电容约为20.3F/g,可作为超级电容器的电极材料。