碳纳米管纸上β-Co（OH）2纳米花的生长及其电化学电容行为

通过水热法制备了粘附于导电碳纳米管(CNT)纸表面生长的层级花状β-Co(OH)2,并将其作为电化学电容器高性能柔性复合电极材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了产物的微观结构和形貌。所得材料为三维疏松分层纳米花结构的β-Co(OH)2/CNT纸复合材料,其直径约为3μm。通过循环伏安法、恒电流充放电和交流阻抗等测试手段研究了该柔性材料的电容性能,结果表明:该复合材料在6 mol/LKOH电解液中,电流密度为2A/g时比容量达到2764 F/g;碳纳米管纸赋予了复合材料优良的导电性和柔韧性,同时β-Co(OH)2的层级花状结构利于活性物质与电解液之间的接触,因此,复合材料与纯的β-Co(OH)2相比,倍率容量和循环性能都得到明显改善。     

球形纳米β-Ni(OH)2的制备及其电化学性能研究

首次采用沉淀转化法制备出球形纳米β-Ni(OH)2,认为反应转化pH值与体系中表面活性剂浓度是纳米颗粒形貌和尺寸的主要影响因素.通过粉末微电板研究了纳米材料的循环伏安特性及质子扩散性能;将实验中所制得的两种不同形状的纳米级Ni(OH)2以8%质量分数)比例与微米级球形Ni(OH)2混合制得复合电板,进行充放电实验及不同荷电状态下的电化学阻抗实验.结果表明球形纳米Ni(OH)2具有优越的循环伏安特性,较强的质子扩散能力;球形纳米Ni(OH)2较片状纳米Ni(OH)2更有利于提高电极容量,降低电化学反应电阻.     

胆酸钴凝胶超分子自模板法制备一维纳米α-Co(OH)2及其电化学电容行为

以Co(NO₃)₂•6H₂O和胆酸钠溶液混合制备了超分子自组装凝胶纳米纤维, 以此凝胶纳米纤维为自模板, NH₃•H₂O为沉淀剂, 在温和条件下制备了纳米α-Co(OH)₂。X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试表征了其组成和微观结构。实验结果表明所得材料为纯相一维纳米纤维交错形成疏松网状结构的α-Co(OH)₂, 其直径在100~200 nm之间。用循环伏安和恒电流充放电等测试方法对α-Co(OH)₂电化学电容行为进行了研究, 结果表明: 所得α-Co(OH)₂在6 mol/L KOH溶液中, 0~0.5 V(vs Hg/HgO)电位范围内, 电流密度为1 A/g时, 其单电极比容量达到1200 F/g, 经过800周循环, 比容量稳定保持在初始容量的75%。其独特的纳米结构使其易于浸入电解液, 具有快速的电化学响应特性, 提高了电极材料的有效利用率, 这种自模板法为制备纳米电容器电极材料提供了简易的途径。     

多层球形α-Co(OH)_2的制备及其电化学性能

以乙二醇为反应介质,尿素为水解剂,六水合硝酸钴为原料,采用水热法合成了球形α-Co(OH)2。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制样品是多层球形的α-Co(OH)2。在50mA/g的电流密度下于0.8~1.2V电压范围内进行恒流充放电测试,单电极比电容高达455.677F/g。     

新型超级电容器电极材料NaxCo2O4的制备及电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备得到Na x Co2O4(x=1.0、1.2、1.4、1.6、1.8和2.0)样品,并首次将其应用于超级电容器电极材料;经XRD、SEM和电性能研究得出,制备出的Na x Co2O4晶体均为层状结构,x=1.6时样品电容性能最好,在6mol/L NaOH电解液中,0.25~0.7V电压范围内,以50mA/g的电流密度进行恒流充放电,比电容高达413F/g。     

电化学法制备Co(OH)2/Cu(OH)2异质结电极及其作为析氧电催化剂的研究

贵金属IrO₂和RuO₂被广泛认为是优异的析氧(OER)催化剂,但是高成本限制其应用与发展,故开发高效的非贵金属OER催化剂具有重大的实际意义和应用前景。采用简便的电化学法制备了一种三维异质结电极Co(OH)₂/Cu(OH)₂作为优良的OER催化剂。Co(OH)₂/Cu(OH)₂由于其三维异质结构,使其具有较大的比表面积和充足的活性位点,同时调节了表面Co的电子结构进而提高OER活性,表现出优良的催化性能。在1mol/L KOH溶液中,Co(OH)₂/Cu(OH)₂能在270mV的低过电位下达到10mA/cm²,并且能保持在100mA/cm²的大电流密度下较长时间进行OER反应,是一种优良的OER催化剂。     

水相沉淀法制备纳米片状钼铜矿（Cu3（MoO4）2（OH）2）（英文）

以硝酸铜、钼酸钠及氢氧化钠为原料,采用简单的水相沉淀法,在60℃下合成出钼铜矿(Cu3(MoO4)2(OH)2).通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、热重与差热分析、红外光谱及荧光光谱等测试手段对材料的微观结构、形貌、热稳定性及谱学特性进行表征分析.结果显示,制备的产物为结晶性良好的、至少一维是纳米的片状结构材料,属于单斜型(晶胞参数a=0.53863 nm,b=1.40006 nm,c=0.56003 nm),其元素摩尔含量比约为3:2:10,与推测的分子式完全吻合.热重与差热分析数据表明Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶具有很好的热稳定性且起始分解温度为320℃.通过软件测得的d(021)面与d(ī21)面的晶间面距分别为0.435 nm与0.358 nm,与理论值基本相符.经测量,Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶具有强的荧光性质,在激发波长369 nm的作用下在530 nm表现为强发射峰.此外,还探讨了Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶的形成机理.     

水热法合成rGO/Mo0.7Co0.3S2超级电容器电极复合材料

氧化石墨烯(rGO)以广泛的比表面积(SSA)(2 630 m²/g)、高电导率和化学稳定性及优异的力学、热和光学性能成为超级电容器中的佼佼者,但是氧化石墨烯本身导电性较差,因此本文通过rGO与Mo_0.7Co_0.3S₂复合改善其性能,采用简单的水热法成功合成了rGO与Mo_0.7Co_0.3S₂不同质量比的纳米复合材料rGO/Mo_0.7Co_0.3S₂。通过XRD、SEM、HRTEM、EDS等手段对其物理结构进行表征。以泡沫镍为基底,聚偏氟氯乙烯为粘结剂,N-甲基吡咯烷酮作为辅助剂制作电极,在KOH为电解液的三电极电化学工作站上测试其电化学性能。实验结果表明,rGO/Mo_0.7Co_0.3S₂纳米复合材料为六方结构,结晶良好,形貌主要为纳米花状微球结构,Mo_0.7Co_0.3     

三维g-C3N4泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO2性能

为了改善g-C₃N₄光催化还原CO₂过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C₃N₄泡沫(g-C₃N₄ Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C₃N₄泡沫负载Cu(OH)₂纳米片(Cu(OH)₂/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明：g-C₃N₄ Foam和Cu(OH)₂/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO₂在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO₂吸附容量分别达到3.97 cm³/g和3.59 cm³/g,为g-C₃N...     

超级电容器用（RuO2/Co3O4）·nH2O复合薄膜电极的制备及其性能

配制RuCl3.3H2O和Co(CH3COO)2的异丙醇混合溶液,采用原位热分解法制备了超级电容器用(RuO2/Co3O4).nH2O复合薄膜电极.借助扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、电化学分析仪等表征薄膜的微观形貌、物相转变以及电化学性能.结果表明,当涂覆液中n(Ru3+):n(Co2+)=1:3时,复合薄膜经260℃热处理3h达到最佳的综合性能,比电容为569F/g,附着力为22.4MPa,内阻仅为0.42Ω,1000次充放电循环后比电容保持在初始电容量的97.6%.     

NiCo2O4/C复合电极材料的制备以及超级电容性能

采用化学共沉淀法合成了纳米级NiCo2O4/C复合材料,并以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行了结构和形貌的表征,结果表明,合成的复合材料为立方尖晶石结构,其粒径大小为30～40nm,颗粒呈球形且分布均匀。循环伏安(CV)、恒电流充放电测试表明,NiCo2O4/C复合材料在6mol/LKOH水系电解液中表现出优异的超级电容特征,在0～0.9V的电位范围内,NiCo2O4/C电极材料比电容量可高达290.49F/g,并具有良好的可逆性和优异的循环性能。     

以Na2CO3为模板制备多孔炭片作为Ni（OH）2电极基体

以Na2CO3为模板、线性酚醛树脂为碳源,经粉末压制成型、炭化、除去模板制备MPC。制备的MPC电导率为20.4 S.cm-1,比表面积约576 m2.g-1,具有无序的分级孔结构。将所制MPC作为Ni(OH)2电极基体,以电化学浸渍的方式填充Ni(OH)2,得到MPC-Ni(OH)2电极,测得Ni(OH)2比容量可达230 mAh.g-1,电极比容量为131 mAh.g-1。研究表明,多孔炭片材料作为一种轻质电极基体,可提高氧化镍电极的性能。     

纳米Ni(OH)2的控制结晶法制备

纳米Ni(OH)2可以有效地提升镍氢电池的性能.本文以NiSO4和NaOH为原料,聚乙二醇为分散剂,采用控制结晶法制备了纳米Ni(OH)2的胶体溶液,控制结晶的pH值和温度分别为11.0和45℃.然后用正丁醇进行共沸蒸馏处理.制备了分散性良好的纳米Ni(OH)2粉体,粉体颗粒粒径20nm左右,团聚体系数为1.07.并用TEM和XRD对粉体进行了表征.所制备的样品在1C倍率放电时电容量达到258mAh·g-1.     

超级电容器活性炭/MnO2复合电极材料的制备及性能

KMnO_4和MnCl_2在140℃反应釜中反应6h并掺杂不同含量的活性炭,经球磨后制备成超级电容器活性炭/MnO2复合电极材料。通过BET测试得出,当活性炭含量为29%(质量分数,下同)时,复合电极材料的比表面积为451m~2/g。XRD结果表明,复合物的物相结构主要为非晶。SEM结果表明,复合电极的形貌为细小环绕微纳米绒球。XPS谱线表明不同活性炭含量的复合物中均含有Mn~(4+)。当扫描速率为50 mV/s时,复合电极的比电容值达365F/g,充放电效率为93%,等效串联电阻值仅为0.87Ω。经3 000次循环后,复合电极中均出现不同程度的晶体相,电极形貌变成颗粒状和块状,但复合粒子的均匀性增强,比电容值仅下降约6%。     

超级电容器用（RuO2/SiO2）·nH2O复合薄膜电极的研究

以水合三氯化钌(RuCl3.3H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-热分解法制备了超级电容器用(RuO2/SiO2).nH2O复合薄膜电极材料。研究了热处理温度及热处理时间对电极材料电学性能的影响。借助CHI660C电化学工作站对薄膜材料的电化学性能进行了测试,采用SEM、XRD、FTIR等检测手段对复合材料的微观形貌、物相结构进行了分析。结果表明,固定水合三氯化钌和正硅酸乙酯的物质的量比为10∶3,当热处理温度和时间分别为350℃和2h时,复合薄膜电极具有优良的综合性能,比表面积为265.7m2/g,比电容最高为421F/g,充放电电流为0.1A时,内阻最高为0.72Ω。     

快速制备Co(OH)2用于高效析氧

简单快速地制备活性高、稳定好的电催化剂用于电解水制氢具有重要意义。以六水合硝酸钴为原料,利用三电极体系电化学工作站,在-1.0 V恒电位下在镍网上快速电沉积制备出Co（OH）₂@NF,采用XRD、XPS和SEM对Co（OH）₂@NF进行物相分析和形貌表征,在1 mol/L KOH电解液中对其电催化析氧性能进行了测试。结果表明,超薄片状结构增加了Co（OH）₂@NF与电解液的接触面积,增大了参与反应的有效活性位点数量。驱动10 mA/cm²的电流密度需要过电位为280 mV,塔菲尔斜率为70 mV/dec;具有良好的析氧稳定性和耐久性。     

NiS2/三维多孔石墨烯复合材料作为超级电容器电极材料的电化学性能

选用合适的软模板,通过简便的一步溶剂热法成功制备了NiS₂/三维多孔石墨烯（3D rGO）复合材料。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:制备的NiS₂/3D rGO复合材料存在石墨烯三维堆叠的孔道结构,且具备较大的比表面积,为57.51 m2g-1。电化学测试表明,在1 Ag-1的电流密度下NiS₂/3D rGO复合材料的比电容高达1 116.7 Fg-1,而且当电流密度增加到5 Ag-1时NiS₂/3D rGO复合材料的比电容为832.2 Fg-1,比电容保持率为1 Ag-1时的74.5%。在4 Ag-1电流密度下,经过1 000次循环后,NiS₂/3D rGO复合材料的比电容仍能保持91.2%。因此,NiS₂/3D rGO复合材料可作为一种理想的超级电容器电极材料。      

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.     

超级电容器用Ti/TiO2-MnO纳米管阵列电极的制备及电化学性能

通过阳极氧化浸渍退火的方式获得Ti/TiO2-MnO复合电极。通过XRD测定样品的晶相结构,通过SEM观察样品的显微形貌。结果表明,Ti/TiO2纳米管阵列孔径分布在60~95 nm,纳米管长度在350~820 nm。常温下阳极氧化获得的TiO2为无定形结构,500℃热处理后,TiO2变为锐钛矿(Anatase)。样品在MnSO4溶液中浸渍并500℃热处理后,只有MnO相产生。组装扣式模拟超级电容器并测试其循环伏安曲线。CV曲线存在一对氧化还原峰,对应H+在纳米管中的嵌入/脱出过程。H+在纳米管中传输过程为扩散控制。TiO2由无定形转变为Anatase晶形和在其中沉积MnO后,CV响应电流降低。     

纳米级β-Ni(OH)2的制备和放电性能

本文采用均相沉淀法和无水乙醇溶剂法制备出了纳米级β-Ni（OH）₂运用XRD、TG、DTA、TEM及ICP测试对制备的样品作了分析研究．制备过程中表面活性剂、转型条件及后处理温度的选择对样品性质影响很大，对纳米β-Ni（OH）₂进行了充放电实验研究．