发射状OMS2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。     

原位水热合成CMS/MnO_2纳米复合材料及其电化学性能研究

水热条件下在炭微球(CMS)载体表面原位生长纳米结构的二氧化锰(MnO2),制备碳微球/二氧化锰(CMS/MnO2)纳米复合电极材料,并应用于超级电容器。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对复合材料结构进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行研究。结果表明,CMS/MnO2复合物中MnO2纳米片均匀地负载在碳微球的表面,形成绣球状结构,MnO2纳米片具有典型的K-Birnessite型晶体结构,其中MnO2的含量约为62%(质量分数),CMS/MnO2比容量达到266F/g;随着反应时间的延长,碳微球表面负载的MnO2纳米片逐渐生长并完善,CMS/MnO2的比容量也呈现先增长后保持不变的趋势。     

反应温度对隐甲锰矿型MnO_2微纳结构和超级电容性能的影响

采用简单的水热法制备了具有均一八面分子筛(OMS-2)结构的隐甲锰矿型二氧化锰(MnO2);通过水热反应温度控制MnO2的微纳结构,研究反应温度对其超级电容器性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征材料的结构特点;采用循环伏安和恒流充放电测试其电化学电容性能。结果表明,制备的MnO2具有纳米刺或纳米棒形成放射状结构,随着反应温度的增加,MnO2晶体逐渐生长完全,从针状纳米刺转变成四方形纳米棒;制备的MnO2具有双电层电容和法拉第准电容的双重特征,在5mA/cm2的电流密度下,最高比电容达到了603F/g;在100~180℃的范围内,比容量随着反应温度的升高而逐渐降低。     

十二烷基苯磺酸钠对MnO_2电化学性能影响的研究

在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下,采用液相共沉淀法制备了二氧化锰(MnO2)电极材料,研究了SDBS对其结构、形貌和电化学性能的影响。利用傅利叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所制备MnO2结构和形貌进行了表征。在1mol/L Na2SO4溶液中,通过循环伏安法(CV)、恒电流充放电(CD)和交流阻抗法(EIS)测试了电极材料的电化学性能。结果表明,SDBS对MnO2的晶型无明显影响,但使其粒径尺寸减小,形貌发生变化。MnO2的比电容随SDBS浓度的增加先增大后减小,SDBS浓度为0.023mol/L时制得的MnO2比电容可达193F/g(电流密度为1A/g),而不加SDBS时制得的MnO2比电容为156F/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.     

纳米二氧化锰的制备及其电容性能

为了获得比电容高、循环稳定性好的电极材料,采用溶液共沉淀法制备纳米二氧化锰(MnO2)颗粒,在此基础上,探究分散剂聚乙烯吡咯烷酮的用量对其电容性能的影响.结果表明,当聚乙烯吡咯烷酮用量为2.0 g时,所制备的MnO2电极材料具有最优的电容性能,当电流密度分别为1,2,5,10,20 A/g时,比电容分别为195.5,180.5,160.4,142.7,121.4 F/g;与1 A/g时相比,电流密度为20 A/g时,比电容保持率为62.1％;在1000次的循环测试中,材料表现出优良的稳定性,比电容保持率为90.46％.因此,所制备的MnO2是一种具有良好电容性能的储能材料.     

超级电容器用MnO2纳米棒的水热法合成和表征

采用水热法制备了超级电容器用MnO2纳米棒。运用SEM、XRD和N2吸附对实验制备的MnO2进行了形貌和结构分析。通过循环伏安和恒流充放电测试研究了MnO2的电化学性能。结果表明,实验制备的MnO2纳米棒为α型结构,直径为50～70nm,比表面积为105.2m2/g。在-0.5～0.4V(vs.SCE)的电位范围内表现出典型的赝电容行为和良好的功率特性,电流密度为10mA/cm2时,其比容达到413F/g。     

掺钴MnO2电极的电化学电容行为研究

采用化学共沉淀法制备了超级电容器电极材料化学掺杂Co的MnO2电极,借助XRD测试对电极材料进行了物理结构表征,表明掺Co量影响材料的晶体结构和活性。电化学测试结果得出化学掺杂的配比对电化学性能影响很大,掺杂量为n(Co)：n(Co Mn)大于或小于0．1时,其循环伏安、充放电和电容特性较差。而适量的掺入Co,改善了电极的电容性能,降低了电极内阻,提高了活性物质的利用率,并使得电极能够在大电流下进行充放电。经1000次循环,适量掺杂的MnO2电极比未掺杂的MnO2电极具有更高的电容性能,掺杂的MnO2电极循环性能相对较差,但是其比电容仍然大干未掺杂MnO2电极。     

淀粉还原制备纳米MnO_2超级电容器电极材料

采用氧化交联淀粉还原高锰酸钾制备出了超级电容器纳米MnO2电极材料.通过XRD和SEM对电极材料进行了表征,采用电化学测试手段对电极材料在lmol/L Na2SO4溶液中的电容特性和比容量进行了分析.结果表明,采用该方法所制备的材料为无定型的(а-MnO2,颗粒尺寸在100～150nm左右;循环伏安和恒流充放电试验测试结果表明,а-MnO2电极具有良好的电容特性.在放电电流为100 mA/g时,其比容量高达158 F/g.     

纳米TiO_2/MnO_2修饰ACF电极及其催化降解染料废水

通过调节水热工艺制备了两种纳米TiO2和MnO2氧化物,采用涂覆法得到了3种修饰活性炭纤维(ACF)电极,并借助透射电镜(TEM)和循环伏安法(CV)等手段对TiO2和MnO2的形貌与尺寸,修饰ACF电极的电化学性能等进行了表征。结果表明,TiO2和MnO2均为一维纳米结构,其中TiO2为棒状,MnO2属管态;在电极体系中,由TiO2和MnO2修饰的二元ACF电极凸显了较高的导电性,其电流密度的顺序依次是ACFTR/ACFMT/ACFTR/MT/ACF。4种修饰ACF电极处理高盐高浓度染料废水的研究结果显示,二元修饰ACF电极对染料COD去除率达到69.4%,而未修饰的ACF电极仅为54.4%,说明负载一维纳米氧化物提高了ACF电极的催化性能。     

MnO_2-氧化石墨复合材料的制备及其电化学电容性能研究

利用液相氧化还原法制备了MnO2-氧化石墨(GO)复合物。MnO2纳米颗粒均匀生长在GO纳米片的表面上,使MnO2的电化学利用率显著提高。复合物中GO和MnO2的比例对其电化学活性有显著影响,当GO的质量分数为10%时,复合物的单电极比电容高达419F·g-1,2000次充放电循环之后电容保持率为82%。     

水热法制备MnO2的电容特性

采用水热法制备了超级电容器MnO2电极材料,以单因素实验确定了最佳的制备条件为:水热处理温度为120℃和反应时间为6h.XRD测试结果表明,所制得的MnO2是α-MnO2和r-MnO2的混合晶型.最佳制备条件下所制得的MnO2的比电容达168.39 F·g-1.为改善MnO2的倍率特性进行Al掺杂,XRD的测试结果表明,Al3 进入到MnO2的晶格中.电化学测试结果表明,掺Al改善了电极材料的倍率特性和循环稳定性.     

MnO2/NiCo2O4复合材料的控制合成及其电化学性能研究

采用两步合成法制备了MnO_2/NiCo_2O_4核壳结构纳米棒,使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和电化学工作站研究了其形貌特征和电化学性能。研究结果表明,在α-MnO_2纳米棒上生长了均匀的NiCo_2O_4纳米片,这种核壳结构纳米棒所制备的电极在充放电电流密度为0.5A/g时比电容达到了434F/g,明显比纯α-MnO_2的比电容(256F/g)高,循环测试2 000次后,比电容保留量为91.8%,表现出了优秀的电化学性能,具有广阔的应用前景。     

纳米MoS2及MoS2-RGO纳米复合材料的制备与电化学性能研究

高性能电极材料的开发是推广新型储能器件的核心所在。二硫化钼(MoS_2)呈现类石墨烯结构,其二维层间具备良好的电荷储存能力。然而MoS_2本身导电性能较差,用于电极材料时需要与其它材料复合以提升导电性能。采用水热法,并分别选用抗坏血酸和硫脲作还原剂,制备得到两种不同形貌结构的纳米二硫化钼。以石墨烯为模板,采用水热法在石墨烯表面生长纳米结构MoS_2,制备得到二硫化钼-还原氧化石墨烯(MoS_2-RGO)纳米复合材料,通过循环伏安测试(CV)和恒电流充放电测试(CP)考察了复合材料的电化学性能。实验结果表明,MoS_2-RGO纳米复合材料呈现平面双电层电容性能,电流密度为1 A/g时,其比电容值达136.2 F/g。     

纳米MnO2的液相法制备及电化学性能研究

以过硫酸钾（K2S2O8）和硫酸锰（MnSO4·H2o）为反应原料,采用液相沉淀法制备出纳米MnO2,通过X-射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对样品进行结构与形貌分析,结果表明,在pH=1、反应温度60℃条件下反应22h制备出的二氧化锰为纯四方晶系α-MnO2;循环伏安测试表明,二氧化锰在较小的扫描速度下离子运动速率较慢,电极材料中活性物质的利用率较高,充放电比较完全,电容性能较好,比容量较大;恒电流充放电测试表明,二氧化锰具有比较好的电化学电容特性,并且随着电流密度的增加,平均比电容逐渐减小。     

MnO2的机械化学法制备及其性能

采用机械化学法制备了MnO2粉体,研究了不同高锰酸钾与乙酸锰配比对产物结构与性能的影响.用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、BET等方法研究了产物的结构及形貌;用恒电流充放电方法考察了MnO2超级电容器在6 mol/L KOH电解液中的电容性能.结果表明,原料中乙酸锰含量增多,产物结晶度增大,颗粒粒径变小,但电极比电容却从504F/g减小到388 F/g;当高锰酸钾:乙酸锰摩尔配比为2:2和2:3时,所得产物超级电容器在200 mA/g电流,0～1 V范围,电极放电容量分别达到了504 F/g和516 F/g.放电过程中,MnO2超级电容器在不同电压范围表现出不同的电容特性:在1～0.67 V和0.4～0 V范围内主要为双电层电容,在0.67～0.4 V范围内主要是法拉第假电容.     

针状MnO_2超级电容导电剂添加剂研究

利用水热法合成了纳米级针状α型MnO2,在导电剂添加剂占电极材料15%的条件下,添加了AB、MWCNTs、GO,以不同比例复合构建导电网络并制得超级电容电极材料;采用X射线衍射、扫描电镜分析了纳米复合物的形貌和结构;并利用循环伏安法、计时电位法及交流阻抗测定了纳米复合材料的电化学性质和电容性质。结果表明:引入5%MWCNTS和10%AB比电容最好为83.50F/g(电流密度0.25A/g);引入10%AB与5%GO循环性能最佳,1000次循环保持率为87.1%;最后发现添加过多的MWCNTs会过度吸附溶液中离子,导致失效。     

MgCo_(2)O_(4)海胆状电极材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

采用水热法制得一种尖晶石型MgCo_(2)O_(4)海胆状电极材料,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学工作站对产物进行了表征和电化学性能测试。通过改变所制备材料的水热反应时间,制备出团簇结构、分布较均匀以及密集度较高的MgCo_(2)O_(4)海胆状形貌。结果表明,当水热反应时间为6 h时所获得的MgCo_(2)O_(4)电极材料结构较为完善、尺寸较为均匀、电化学性能较为优异,而且在电流密度为1 mA/cm^(2)情况下,面积比电容高达6.75 F/cm^(2)。另外,对该MgCo_(2)O_(4)海胆状材料在20 mA/cm^(2)的电流密度下循环1000周次后,面积比电容保持为原来的88.4%,表现出良好的循环性能。     

多壁纳米碳管电极电吸附脱盐性能的研究

利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对多壁纳米碳管形貌和晶型结构进行分析,发现多壁纳米碳管管径分布范围窄,其层间距大于高定向石墨,且随着管径的增大逐渐减小;利用多壁纳米碳管对氮气吸附实验分析其表面结构,发现其比表面积和孔容随管径的增大而减小,所形成的空隙绝大部分为中孔;将多壁纳米碳管处理后,压制成电极,组装成电吸附脱盐器,研究纳米碳管管径对电极电容和脱盐性能的影响,结果表明多壁纳米碳管管径越小,电极比电容越高,脱盐能力越强,随着中孔比表面积增大电极比电容和电极单位脱盐量均呈线性增加。     

溶胶-凝胶法制备掺镧改性纳米MnO2

采用溶胶-凝胶法制备出掺镧纳米MnO_2活性电极材料,分别研究了酸处理、温度及硝酸镧含量对掺镧纳米MnO_2的形貌与性能的影响。结果表明:酸化与掺镧是有效提升纳米MnO_2电化学活性的手段,酸化可以减小颗粒尺度,提高松散程度,掺镧可以优化纳米MnO_2晶型结构,提升比电容;在焙烧温度为300℃,硝酸镧和乙酸锰的摩尔比为0.09∶1时,制备的纳米MnO_2电极材料的比电容最大,且充放电过程一致性较好。