Cr掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能

以KMnO4和MnCl2·4 H2O为原料,采用液相化学沉淀法合成纳米结构MnO2电极材料,并添加一定量的K2Cr2O7 对其进行改性.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等手段对MnO2的结构形貌进行表征;利用循环伏安法和恒流充放电等方法研究了MnO2在1 mol/L KOH电解液中的电容行为.测试结果表明,K2Cr2O7的存在导致了MnO2由γ-MnO2向α-MnO2晶型的转变以及MnO2纳米棒的形成.MnO2纳米棒的直径约为80 nm,长度约为0.5～2 μm,并且MnO2电极材料的晶化程度和电化学性能都得到了提高.当K2Cr2O7添加量为1O％(与KMnO4的质量比)时,在0.3A/g和1 A/9电流密度下,电极比容量分别为271 F/g和199 F/g,大约是未添加K2Cr2O7条件下制备的电极的2倍.Cr掺杂MnO2纳米棒表现出优异的高倍率性能.     

超级电容器用高倍率Sn改性MnO_2电极材料

以KMnO4和MnCl2为原料并添加一定量的SnCl4,采用常压回流液相共沉淀法合成了Sn改性MnO2电极材料。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学方法对其进行物理表征和电化学性能研究。结果表明反应溶液pH值对MnO2的结构、形貌和电化学性能影响很大。反应溶液为酸性和碱性时分别得到γ-MnO2和δ-MnO2。在pH=9时制备的Sn改性MnO2具有良好的电容性能,在0.5 A/g下,比电容达到176 F/g,比未改性MnO2提高了66%,电流密度增大到2.0 A/g时,比电容依然保持在166 F/g。在1.0 A/g下进行连续充放电测试,1 000次充放电循环后,比电容仍保持在165 F/g,容量衰减小于6%。Sn改性MnO2是一种理想的超级电容器电极材料,具有良好的高倍率充放电性能和容量保持能力。     

氢氧化镍纳米带形态演化过程及其电化学性能

以硫酸镍和NaOH为原料,采用水热法合成氢氧化镍纳米带。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了β-Ni(OH)2纳米带形态演化过程。利用循环伏安和恒流充放电测试技术研究了不同形貌的β-Ni(OH)2的电化学性能。研究结果表明:在6 mol/L的KOH水溶液中,放电倍率为0.2 C时,β-Ni(OH)2纳米带电极比容量为244.7 m Ah/g,且经过500次循环后容量无衰减,表现出良好的电化学性能。     

Fe添加对二氧化锰电化学行为的影响

以KMnO4和MnCl2.4 H2O为前驱体,采用共沉淀法合成纳米结构MnO2电极材料。添加一定量的FeCl3.6 H2O对MnO2进行改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对MnO2的结构和形貌进行表征;利用循环伏安法、恒流充放电等测试方法研究了MnO2电极材料在1 mol/L KOH电解液中的电化学行为。结果表明,FeCl3.6 H2O的大大影响MnO2的结构和形貌。随着Fe∶Mn摩尔比的增加,MnO2从γ-MnO2晶型转变为层状结构,形貌由片状转变为直径约100 nm的球形,并且Fe改性MnO2的电化学性能明显提高。当添加FeCl3.6 H2O的量为5%(Fe与Mn的摩尔比)时,在1 A/g电流密度下,MnO2电极的比电容为236 F/g。     

Fe掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能

采用回流法以KMn O4和Mn SO4为前驱体,硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为铁源,制备出Fe掺杂的Mn O2纳米棒。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行表征,并使用循环伏安法、恒电流充放电法研究了样品的电化学性能。结果表明:当使用合适量的(NH4)2Fe(SO4)2时,制备出直径约为80 nm,长度为0.8~2μm的Fe掺杂Mn O2纳米棒。作为电极材料,Fe掺杂Mn O2纳米棒表现出良好的电化学性能,在1.0 A/g电流密度下,比电容达到620 F/g,比相同条件下纯Mn O2的容量高出56%。     

微纳米MnO2中性电解液中电容性能研究

通过液相共沉淀、低温水热法等方法制备了核壳、海胆、纳米片团聚微球、纳米棒团聚微球不同形貌的微纳米二氧化锰材料,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积测试、循环伏安法对其晶体结构、表面形貌及电化学性能进行研究。结果表明:结晶度、比表面积对所合成的二氧化锰材料电容性能有一定影响,但并不是造成比电容差异最主要原因,而材料的形貌微结构对电容性能有着更重要的影响。纳米棒团聚微球在~8 nm处具有集中的孔径分布,比表面积达102.3 m2/g,高载量厚电极(10 mg/cm2,100μm)条件下,1 mol/L Na2SO4溶液中纳米棒团聚微球2 mV/s扫速时的放电比电容为143 F/g;200 mV/s时,放电比电容为52 F/g,表现了很好的电容特性,这种微纳米介孔材料是一种极具潜力的电化学电容器电极活性材料。     

TiO_2-GNs复合材料溶剂热法合成及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成了TiO2-GNs纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM和BET等测试手段对材料的结构和形貌进行了表征,结果表明,复合材料中TiO2以锐钛矿型纳米颗粒均匀地负载在石墨烯的表面;恒流充放电循环,伏安循环和电化学阻抗等测试结果显示,TiO2-GNs复合材料具有较高的比容量、较好的倍率性能和优异的循环稳定性。在1 C倍率下,复合材料电极循环100圈后其比容量可达到239 m Ah/g;在10 C倍率下,循环100圈后其比容量仍可达150 m Ah/g左右。     

超级电容器用纳米γ-MnO2制备及性能

采用醋酸锰和柠檬酸沉淀反应法制备锰配合物,经热分解和酸处理,得到纳米级γ-MnO2材料.用IR、XRD、SEM等方法对样品进行了表征,发现:所制备的γ-MnO2是由30～70 nm的微粒组成.用循环伏安法研究得出:不同γ-MnO2和活性炭配比的复合电极在0.5 mol/L Na2SO4、2.0 mol/L(NH4)2SO4、1.0 mol/L KCl等电解液中的比电容.结果表明:含40%、50%(质量比)γ-MnO2的电极在2.0 mol/L(NH4)2SO4溶液中的比电容较大,最大值为109.76 F/g.     

热处理及碳纳米管复合对δ-MnO2超电容行为的影响

以高锰酸钾(KMnO4)和硝酸锰[Mn(NO3)2]为反应物,通过液相氧化还原沉淀反应制备出纳米MnO2电极材料,并进行不同温度的热处理。此外,还用同样方法在碳纳米管(CNT)存在的条件下制备出经200℃热处理的纳米MnO2/CNT复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和BET比表面面积测试方法对材料进行了表征,研究了热处理温度和CNT复合对纳米MnO2在1 mol/L LiOH电解质中电化学性能的影响。电化学研究结果表明,经200℃热处理的纳米MnO2具有较高的比电容,但循环稳定性不佳。经200℃热处理的含10%质量分数碳纳米管的纳米MnO2/CNT复合电极材料具有较好的循环稳定性和较高的比电容。     

球形α-MnO2的制备及其电化学性能

研究了α-MnO2球的合成,利用各种检测方法对样品的形貌、结构进行表征.并对所得样品的电化学性能进行了测试.SEM和TEM分析表明所合成产物是由直径0.3～3 μm的球形颗粒构成.样品的电容性能研究表明,实验合成的样品的电容性能较好,电容的稳定性好,是理想的超级电容器的电极材料.     

锌铝水滑石作为锌负极材料的电化学性能研究

通过水热法和共沉淀法合成了锌铝水滑石.通过XRD、FTIR和SEM等对锌铝水滑石形貌、结构进行了表征,并对样品的电化学性能进行了测试.研究结果表明:两种合成方法都能制备具有锌铝水滑石特征峰的样品,水热法可以制备由纳米片堆叠的球状锌铝水滑石聚集体;CV测试表明水热法合成锌铝水滑石的氧化还原峰电位差较小,表明电极材料具有更好的可逆性.Tafel测试表明水热法合成锌铝水滑石电极具有更正的腐蚀电位和更小的腐蚀电流,耐腐蚀性能良好.恒电流充放电测试表明,水热法合成锌铝水滑石具有更优良的电化学性能,表现在更长的循环寿命和更高的放电比容量,其电极最初的放电比容量为357.68 mAh/g,1000次循环平均放电比容量为390.42 mAh/g,经1000次循环后的放电比容量为370.18 mAh/g.     

添加剂对水热合成MnO_2电化学性能的影响

用异丙醇作为添加剂,采用水热法,在添加1 mL异丙醇的水溶液中制备了MnO2,并与在纯水中制备的MnO2进行比较,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,结果显示,在异丙醇水溶液中合成的样品具有更高的结晶程度,为α-MnO2和γ-MnO2的混合相,添加异丙醇后改善了样品的微观颗粒形貌,提高了颗粒的分散度.电化学测试表明,添加异丙醇后样品的电化学性能得到明显改善,具有更好的循环伏安性能和更小的电化学阻抗,其在2 mA/cm2电流密度下放电比电容达到289.56 F/g.     

层层自组装石墨烯/聚苯胺纳米复合电极

采用循环伏安法电化学沉积聚苯胺和电化学还原氧化石墨烯,得到层层自组装石墨烯/聚苯胺复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电镜对物相结构进行了表征,通过测试不同组装层数下石墨烯/聚苯胺纳米复合电极材料的比电容优化制备工艺,并利用电化学工作站测试其电化学性能.结果表明:制备的聚苯胺/石墨烯复合材料具有优异的赝电容性能,当电流密...     

纳米NiO的制备及其性能研究

通过化学沉淀法制备了沉淀物前驱体,经热处理后得到纳米NiO。通过XRD对其结构进行表征,其衍射峰位置分别为37.3°、43.3°和62.9°,与标准图谱一致。对纳米NiO电极材料进行电化学性能测试,结果表明:以Na2CO3为沉淀剂制备的纳米NiO电极材料具有更好的电容特性,电极在电流密度为3 mA/cm2时,其比电容达到180.00 F/g。     

纳米β-PbO2的制备及其对MnO2电极的改性

采用化学法制备纳米β-PbO2对MnO2电极进行掺杂改性。X射线衍射光谱法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)分析表征结果表明,以含Pb2 的偏酸性溶液[Pb(NO3)2水溶液或Pb(Ac)2水溶液]为铅源,以过量的高浓度碱性NaClO溶液为氧化剂,在5～10℃强力搅拌反应2h生成可溶性铅酸盐溶液,再加稀硝酸将溶液pH值调低至7.0左右即可制得粒径30nm左右、晶型完整的β-PbO2粒子。对用纳米β-PbO2掺杂改性的MnO2电极进行放电性能测试的结果表明,将5%～10%的纳米β-PbO2掺入到MnO2中制成的掺杂电极的放电容量较纯MnO2电极可提高60%以上,放电过程电位升高200mV以上。循环伏安测试结果表明,β-PbO2与MnO2的放电产物形成复合产物,改变了反应历程,在一定程度上抑制了电化学惰性物质Mn3O4的生成和积累,从而使MnO2电极的可逆性得到了改善。     

机械化学法制备超级电容器材料MnO2

采用机械化学法制备了MnO2粉末,用XRD、SEM和BET等方法对产物的结构与表面形貌进行研究,用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行测试.产物为微米级(5～10μm)的单相弱结晶α-MnO2,比表面积为241 m2/g.MnO2电极比电容下降的原因有两种:前60次循环中,是双电层不稳定引起的;经过780次循环后,是电化学惰性物质Mn3O4生成引起的.MnO2电极在200mA/g和500mA/g的电流下,首次循环的比电容分别为524 F/g和404 F/g.     

用电气石提高二氧化锰电极的电容性能

将具有特殊吸附特性的电气石与二氧化锰(MnO2)物理混合,制得电气石-MnO2电极。通过XRD、SEM对样品与电气石进行形貌与结构分析,用循环伏安、恒流充放电测试研究材料的电化学性能。当MnO2的质量为10 mg、电气石质量为12.5 mg时,电极在1 mol/L Na2SO4中,以0.25 A/g的电流在-0.1~0.7 V放电,比电容可达347.0 F/g;电气石还可改善电极的循环稳定性,经过400次循环,电极的电容保持率可提高到90%。     

超级电容器电极材料纳米α-MnO2的制备及性能

用KMnO4和MnSO4水溶液作为原料,用液相沉淀法制备无定形α-MnO2·nH2O.对样品进行比表面积测定(BET)、XRD、SEM等测试.通过循环伏安法和恒流充放电测试研究了样品的电化学行为.合成的无定形α-MnO2·nH2O在0.5mol/L的Na2SO4电解液中,在0～0.9 V(vs.SCE)范围内,电流为10 mA,2 mV/s的扫描速度下的比电容可达126.4 F/g.无定形α-MnO2·nH2O是较好的超级电容器电极材料.     

电解液对棉秆基活性炭超级电容器性能的影响

以棉秆基活性炭为超级电容器电极材料,1 mol/L的Et4NBF4/AN和1 mol/LLiPF6/（EC＋DMC＋DEC）为电解液,组装成模拟纽扣式超级电容器,采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗对其电化学性能进行测试,研究不同电解液对棉秆基活性炭电极电容器性能的影响.结果表明,棉秆基活性炭电极材料在Et4 NBF4/AN有机电解液中电化学性能优于其在LiPF6/（EC＋DMC＋DEC）电解液中,在2 A/g的电流密度下,放电比容量高达98 F/g,循环1000次后,容量没衰减.     

纳米CuO原位包覆的Mg2NiH4的电化学性能

研究了纳米CuO球磨原位包覆对氢化燃烧合成(HCS)产物Mg2NiH4结构和电化学性能的影响.XRD分析表明:球磨过程中,纳米CuO被Mg2NiH4还原为Cu,包覆于合金表面,提出了球磨原位包覆机制.电化学测试表明:纳米CuO球磨原位包覆提高了镁基合金氢化物电极的抗腐蚀性能,随着CuO添加量的增加和球磨时间的延长,电极的循环稳定性提高,首次放电比容量降低.添加30％ CuO球磨40 h的电极,以30 mA/g的电流放电至-0.6V,首次比容量为146 mAh/g,第10次循环(30 mA/g放电至-0.6V,300 mA/g充电2 h)的容量保持率为48.6％.