钴酸镍/多孔碳复合电极材料的制备及其电化学性能研究

以玉米芯碳渣为原材料,通过高温热解法制得多孔碳(PC),并以此为基体,以硝酸镍和硫酸钴为原料,通过水热-煅烧两步法成功制备了NiCo_2O_4/PC复合电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征。在三电极系统中,通过循环伏安和恒电流充放电测试表明NiCo_2O_4/PC复合材料的电容性能较好,在1 A/g的电流密度下,其比电容达到497 F/g。     

基于SWCNT复合硫化镍/氮化镍电极材料的制备及其电化学性能

以单壁碳纳米管(SWCNT)为碳源,氯化镍为金属源,硫脲为氮源和硫源,通过水热和高温热解方法制备N,S-Ni@S@C复合材料,并对复合材料进行物理表征和电化学性能测试。结果表明,SWCNT与硫化镍、氮化镍复合的结构不仅能提高电极材料的电导率,还能提供更多的活性位点供电解质离子插入或脱出,从而显著提高电化学性能。在三电极体系下,N,S-Ni@S@C复合材料具有较高的电压窗口(1.5 V)和优异的充放电能力,在电流密度为1 A·g^-1下,N,S-Ni@S@C的比电容可达162.45 F·g^-1。其比电容与SWCNT相比提高了2.61倍,与SWCNT和氯化镍复合材料(C@Ni)相比提高了19倍,与SWCNT和硫脲复合材料(C@S@N)相比提高了16倍。此外,以N,S-Ni@S@C复合材料为正极,商业活性炭(YP50F)为负极,组装得到非对称型超级电容器(N,S-Ni@S@C//AC)。该非对称型超级电容器在功率密度为818.78 W·kg^-1时,其能量密度可达41.03 W·h·kg^-1,在电流密度为1....     

尖晶石结构的钴基金属氧化物超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型储能转化设备,以其充放电时间短、循环寿命长以及功率大等优点,引起了广泛的关注。超级电容器电极材料是影响其性能的重要因素。具有尖晶石结构的钴基金属氧化物以其优异的电化学性能作为超级电容器的电极材料使用获得了极大的成功。概述了各种钴基金属氧化物的最新进展,如钴酸锌、钴酸锰、钴酸镍等,并对其未来的发展进行了展望。     

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...     

仿生合成CoO/Co/C复合电极材料及其超级电容性能研究

以松木作为生物模板和碳源,以Co(NO_3)_2·6H_2O作为钴源,煅烧制备多孔CoO/Co/C复合电极材料。通过X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N_2等温吸附-脱附(BET)对复合材料的结构和形貌进行表征。结果表明,复合电极材料遗传了木材模板的生物形貌特点和多级孔道结构,BET表面积为369.2 m~2/g。CoO/Co/C电极具有较好的电化学性能,在1 A/g电流密度下比电容达760 F/g,在电流密度5 A/g下循环充放电500次后,电容保持率为73.7%。     

二氧化钌/活性炭复合电极材料的性能研究

用sol-gel法制备了水合二氧化钌,进而制备了二氧化钌/活性炭复合电极,并对各种不同配比的复合电极的电化学性能和物理性能进行了实验研究。引入参数Cp,RuO2·xH2O,解释复合电极的电容特性,更好地考察了水合钌氧化物的利用率。结果表明,在二氧化钌中加入适量的活性炭,可以改善电极材料的阻抗特性,但将以降低电容量为代价,当二氧化钌含量为60%(质量分数)时,复合电极的比容量为567F/g,内阻为0.4331Ω,是一种理想的超级电容器电极材料。     

NiO-CuO纳米材料的制备及其电化学性能

过渡金属氧化物因具有丰富的氧化还原位点、高的理论容量等特性,常被用作超级电容器的电极材料。但是,单金属氧化物的导电性普遍较差,极大限制了其电化学性能。选用泡沫镍为基底,采用静电纺丝法制备出NiO纳米纤维,并通过掺杂氧化铜制备NiO-CuO双金属氧化物电极材料。实验结果表明：在2 mol/L KOH溶液中,当电流密度为0.5 A·g^-1时,NiO电极的质量比电容为202.8 F·g^-1,5 000次循环充放电后电容保持率仅为30.28%。同等测试条件下,NiO-CuO电极的质量比电容高达410.4 F·g^-1,电容保持率为60.48%。因而,合理构建双金属氧化物作为电极材料,可充分发挥两种过渡金属的协同效应,大幅提高电极材料导电性和稳定性,进而提升电化学性能。     

石墨烯微波制备的改进及其电化学性能研究

为寻找高效、环保的方法制备出性能优异的石墨烯超级电容器电极,采用制备氧化石墨的改进法得到酸、中性氧化石墨(S-GO、Z-GO),经微波膨胀得到不同形貌的石墨烯纳米片(WS-GO和WZ-GO),对WS-GO活化得样品HWS-GO;通过SEM、FT-IR和电化学工作站对样品的形貌、组成和电化学性能进行表征分析。结果显示:WS-GO比电容可达222 F/g,可逆性好,商业应用潜力大。     

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。     

超级电容器用季铵盐凝胶聚合物电解质的制备及性能

采用溶液浇注法,以聚丙烯腈(PAN)为聚合物基体,四乙基四氟硼酸铵(TEABF_4)为电解质盐,二甲基亚砜(DMSO)为增塑剂制备PAN/TEABF_4凝胶聚合物电解质。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG-DTG)以及电导率、循环伏安和恒流充放电等电化学性能测试方法,探究不同的TEABF_4与PAN质量配比对PAN/TEABF_4凝胶聚合物电解质性能的影响。当TEABF_4与PAN质量比为0.5时所制得凝胶聚合物电解质性能最佳:电导率为5.583×10~(–3)S/cm、比电容为27.59 F/g、充放电效率为86.63%、能量密度为100.58 J/g、功率密度为0.675×103 W/kg。     

二维硫化铋复合泡沫镍正极材料的制备及在Li-O_2电池中的应用

采用水热合成法制备了二维硫化铋复合泡沫镍电极材料,避免了使用传统碳材料和粘结剂在充放电过程中有害放电副产物的生成。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对该复合材料的形貌和物相进行了表征,采用循环伏安法、恒流充放电法研究空气电极的电化学性能。结果表明,二维硫化铋复合泡沫镍作为空气电极的电池在充放电过程中具有降低过电位的效果,在100次循环内充电电压低于3.82 V。     

Fabrication and properties of In2O3/CdS/CuInSe2 heterostructures

Heterostructures are prepared by the vacuum thermal evaporation of CdS〈In〉 onto heated p-CuInSe₂ substrates. An In₂O₃ layer is deposited on the wide-gap component of each structure by magnetron sputtering. The photosensitivity of the heterostructures in ambient light and in linearly polarized radiation is investigated. The photosensitivity of higher-quality structures attains 80 mA/W at T=300 K. The heterostructures exhibit induced photopleochroism, and the laws governing its angular and spectral dependences are discussed. It is concluded that the prepared heterostructures have possible applications as narrowly selective photoanalyzers of linearly polarized radiation. Fiz. Tekh. Poluprovodn. 33, 801–804 (July 1999)     

碳纳米管/聚苯胺/四氧化三铁复合材料的制备及磁性能研究

通过Fe2+,Fe3+共沉积以及原位聚合的方法制备出了一种新型的碳纳米管/聚苯胺/四氧化三铁纳米复合材料。TEM及XRD结果表明四氧化三铁磁性纳米颗粒均匀地分散在碳纳米管/聚苯胺的表面,且结晶性良好;此外,也研探究了不同硫酸亚铁铵的加入量对复合材料形态及磁性能的影响。当硫酸亚铁铵反应剂的加入量是2.4 g时,复合材料显示出最大饱和磁化强度可达44 A·m2·kg–1的超顺磁行为。这些结果表明所制备的碳纳米管/聚苯胺/四氧化三铁纳米复合材料在电子系统、新型的药物传输系统方面具有潜在应用价值。     

TiO_2/Ag/PAA纳米复合结构的制备及其光吸收性能

采用循环阳极氧化-腐蚀法制备了V型多孔阳极氧化铝(PAA)模板,在PAA上热蒸发沉积Ag薄膜后,再原子层沉积TiO_2薄膜,制备了TiO_2/Ag/PAA三维纳米复合结构。紫外-可见吸收光谱的结果表明,TiO_2/Ag/PAA复合结构在可见光区域的吸收率显著提高。当Ag薄膜沉积厚度为30 nm,TiO_2的原子层沉积厚度为20 nm时,所得TiO_2/Ag/PAA复合结构的吸收率为94.5%~99.0%。     

ZnO/ZnFe2O4复合纳米粒子的制备及其特性研究

利用水热法制备了ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)对退火前后的ZnO/ZnFe2O4纳米粒子进行表征。研究结果表明, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更好的形貌和晶体质量, 主要由六角纤锌矿结构的ZnO和立方结构的ZnFe2O4构成。PL光谱显示, 退火后ZnO近带边的发光强度明显降低, 这是由于ZnO/ZnFe2O4形成了Ⅱ型能带结构实现了光生载流子分离的结果。对其光催化特性也进行了研究, 光照时间为3 h, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更优秀的光催化活性, 降解甲基橙的效率可达50.48%。另外, 还对其磁性进行了研究, 室温条件下, 纳米复合粒子表现为顺磁性, 而经过退火处理后表现出铁磁性。因此, ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子经退火后具备磁性光催化剂性能, 有一定的发展前景。     

CaB2O4/CBS复相陶瓷的制备及性能

研究了偏硼酸钙(CaB2O4)与钙硼硅(CBS)玻璃按不同比例制备的CaB2O4/CBS复相陶瓷的相组成、显微结构、介电性能和热膨胀系数等。在200～500℃时,复相陶瓷的热膨胀系数为10×10–6 K–1。当添加w(CBS)为20%,CaB2O4/CBS复相陶瓷经过930℃保温2 h后,试样主要由CaB2O4晶相和少量的β-CaSiO3晶相所构成。微观结构致密,气孔率低,晶粒尺寸为5μm左右。在10 MHz下,εr为7.18,tanδ为1.2×10–4。     

Fabrication of AgAu alloy-TiO2 core-shell nanoparticles and their photocatalytic properties

In this paper, for improving the photocatalytic efficiency of titania(TiO2) nanoparticles(NPs), Ag Au alloy-TiO2 core-shell NPs are fabricated via a sol-gel(SG) process in the presence of Ag Au alloy NPs with block copolymer shells as templates. The photocatalytic activities of the Ag Au-TiO2 NPs on the photodecomposition of methylene blue(MB) are investigated. The Ag Au-TiO2 composite NPs coated with 5.0% titania related to block copolymers show higher photocatalytic activity than the other samples in which the titania contents are larger than 5.0%. The results indicate that the increase of the thickness of the TiO2 shell leads to the decrease of the photocatalytic activity.     

A comparative investigation of the oxidation of silicon using H2/O2, TCA/O2 and HCl/O2 mixtures

The oxidation of single-crystal silicon wafers has been investigated using an industrial thermal oxidation system. The growth characteristics and electrical properties of the oxides resulting from pure hydrogen/oxygen (H₂/O₂), trichloroethane/oxygen (TCA/O₂) and hydrogen chlorid/oxygen (HCl/O₂) mixtures have been investigated and compared. The addition of both HCl and TCA to oxygen produces higher growth rates and improved electrical characteristics. It is shown that the oxidation rate for TCA/O₂ is approximately 30%–40% higher than for HCl/O₂ and that comparable electrical properties can be readily obtained. A TCA/O₂ ratio of 1 mol% gives the optimum process for VLSI applications, though 3 mol% HCl/O₂ gives comparable results. It is suggested that the overall mechanisms governing the processes are similar. However, the TCA process is a safer and cleaner alternative because it generates HCl in situ in the oxidation chamber.     

尖晶石型LiMn_(2-x)Ga_xO_4的合成及电化学性能研究

为了提高锂离子电池尖晶石锰酸锂正极材料的循环性能和倍率性能,采用柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备了LiMn2–xGaxO4(x=0,0.02,0.05,0.07)正极材料。研究了Ga掺杂对所制材料性能的影响。结果表明:制得的LiMn2–xGaxO4具有单一的尖晶石结构。当Ga3+掺杂量为x=0.05时,LiMn2–xGaxO4首次放电比容量为117.1 mAh/g,经过95次循环后,放电容量保持率高达97.9%;在高倍率4C条件下,首次放电比容量为100.9 mAh/g,30次循环后放电比容量为102.4 mAh/g,具有优异的倍率性能。     

Fabrication and properties of an n-ZnO:Ga/p-GaN:Mg/α-Al2O3 heterojunction

Semiconductors - The first results of growing ZnO/GaN/α-Al2O3 heteroepitaxial structures in a low-pressure flow-through reactor using chemical-vapor deposition and stimulation with a plasma of...