Ce/MnO_2/rGO复合物制备及其电化学性能研究

通过简单易行的两步水热法,将Ce与MnO_2/rGO进行复合,在120℃下,分别反应0.5、1、2、3、5 h。结果表明,该材料在120℃下反应1 h效果最好,通过氮气吸脱附测试,比表面积高达243 m2/g,平均孔径为7.9 nm,有利于电解质离子的传输和转移,并且表现出良好的电化学性能和功率性能,在电流密度为1 A/g下的比电容值为130.44 F/g,经过1 000次充放电循环后,电容保持率为85%,且具有4.1Ω的较小内阻。     

超声波混浆对活性炭电极电容性能的影响

以商品活性炭YP-15为电极材料,采用普通搅拌混浆和辅助超声搅拌混浆制备活性炭电极,研究了混浆方式对活性炭电极电容性能的影响.结果表明:与普通搅拌混浆相比,超声波混浆能够提高导电剂在活性炭中的分散性和均匀性,所制活性炭电极具有更佳的综合电化学性能.超声混浆所制备活性炭电极的放电比电容达到98.6 F/g,高于普通混浆活性炭电极的92.2 F/g;由于超声混浆活性炭电极的内阻更小,具有优异的比能量与功率特性,能够实现23.03Wh/kg的最大比能量和大于5 000 W/kg的最大比功率;且具有非常优异的循环性能,经过5 000次循环放电比电容衰减率仅为2.3％.因此,超声辅助混浆是制备高性能超级电容器活性炭电极的一种较为理想的前处理方法.     

MnO2/PbO2复合电极的电化学电容行为

研究了向纳米MnO2中添加PbO2制成复合电极的电化学性能。恒流充放电测试表明,PbO2添加量为26.5%时,MnO2单电极的10mA放电比电容从203.6F/g提高到339.2F/g,50mA放电比电容从150F/g提高到267.8F/g。结合循环伏安实验,初步认为PbO2对MnO2的改性作用基于在MnO2充放电过程中,Pb元素进入MnO2晶格,PbO2与MnO2形成了复合物Pb(X)Mn(Y)(X=Ⅳ,Ⅱ;Y=Ⅳ,Ⅲ)。这些复合物可以共氧化和共还原,使MnO2/MnOOH的均相氧化还原过程进行得更为完全。     

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%。     

不同含量钾离子支撑α-MnO2的合成及其电化学性能

以KMnO4和Mn(OAc)2·4 H2O为原料,经液相沉淀法制备α-MnO2,通过添加不同浓度的氯化钾调节α-MnO2孔道内支撑钾离子的含量.该方法有效地提高了α-MnO2晶体中钾离子含量(质量分数从1.70%提高到2.99%).随着钾离子含量增大,尽管α-MnO2比表面积呈下降趋势(从253 m2/g下降到183 ...     

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。     

二次活化对活性炭孔结构和电容性能的影响

以水蒸气为活化剂对活性炭进行二次物理活化,采用化学分析、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电性能测试等方法研究了水蒸气量、活化温度和时间对活性炭孔结构和电容性能的影响。结果表明,二次活化导致活性炭颗粒减小,并一定程度破坏了石墨微晶结构,使无序化程度提高,微孔(2 nm)和中孔(2～50 nm)增多。当水蒸气量为50滴/min,活化温度和时间分别为800℃和2 h时,活性炭中孔含量最大,碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为2 785和549 mg/g。在水性电解液中,活性炭的比电容主要受中孔含量影响,活化后活性炭的最大比电容达204 F/g,比未活化的活性炭增加了59 F/g,但循环性能略有降低。     

电解二氧化锰粒度对Li/MnO_2电池性能的影响

将热处理后的电解二氧化锰(EMD)进行10 h球磨,粉碎为200目、250目及300目等不同粒径,作为正极活性材料制备CR123A型锂/二氧化锰电池。使用200目、250目及300目EMD制备的电池,在60℃高温下存储7 d后的平均内阻分别为305.4 mΩ、296.1 mΩ和272.4 mΩ,30 m A恒流放电容量均约为1 300 m Ah,1.8 A恒流放电容量分别为748 m Ah、927 m Ah和998 m Ah。     

石墨烯/镍掺杂二氧化锰复合材料的电化学性能

通过液相共沉淀法制备了石墨烯/镍掺杂二氧化锰(MnO2)复合材料。用XRD、SEM分析复合材料的微观结构和表面形貌,用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗研究复合材料的电化学性能。镍掺杂的Mn O2为α-MnO2,粒径约为50 nm。复合材料具有良好的电化学性能,在电解液2 mol/L KOH中0.5 A/g、-0.2~0.8 V时的比电容达到319 F/g,循环伏安测试结果表明,电化学可逆性较好。     

低温固相法制备二氧化锰/活性炭复合材料

采用低温固相法制备了超级电容器用二氧化锰(MnO2)/活性炭(AC)复合材料,用XRD、SEM、循环伏安(CV)和恒流充放电测试研究了掺杂量对产物性能的影响。产物的粒径为1～10μm。AC的最佳掺杂量为7%,在0～0.8 V充放电,该样品的100 mA/g首次放电比电容为375 F/g,第100次和1 000次300 mA/g循环的放电比电容分别为99 F/g和74 F/g。     

活性炭-锰氧化物电化学混合电容器的研究

以高性能活性炭作为负极材料、自制纳米锰氧化物干凝胶作为正极材料,组成电化学混合电容器,研究了此电容器在7 mol/L KOH溶液中的电化学性能.其最大充放电电压可以达到1.4 V,比能量和比功率分别达到6.5 Wh/kg和30 kW/kg.     

二氧化锰电容材料的制备及性能表征

采用机械化学法制备了高比容量MnO2电容材料,考察了高锰酸钾与乙酸锰配比对样品结构及电化学性能的影响。用XRD、BET等方法对材料的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法分别研究了MnO2电极和超级电容器在6mol／LKOH水系电解液中的电化学性能。结果表明,原料中高锰酸钾含量越多,产物比表面积越大,表现出弱结晶性;当原料物质的量配比为1：1时,所得样品为385m^2／g的无定型MnO2,其电极最大放电容量达到了536F／g。     

低温固相法制备纳米二氧化锰及电化学性能

选取三种不同的二价锰盐分别与高锰酸钾低温固相反应,制备出不同的纳米二氧化锰电活性材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与全自动高压物理吸附仪对材料表面的形貌与结构进行了表征,借助循环伏安、恒流充放电和交流阻抗技术测试材料的电化学性能。研究结果表明,二价锰源的阴离子对产物的微观结构和电化学性能均会产生一定影响。其中,由硫酸锰和氯化锰分别与高锰酸钾反应制备的无定形Mn O2电极材料比电容较高,而由乙酸锰和高锰酸钾反应制备出的γ-Mn O2电极材料具有良好的循环稳定性能,循环800次后,电容保持率可高达95%。     

CNTs/PPy/MnO_2复合材料的制备及电容性能的研究

采用自组装法制备CNT/PPy/MnO_2三元复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对其结构和形貌进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗对其电化学电容性能进行了研究,并讨论了不同配比对复合材料的电化学性能的影响。结果表明:CNT/PPy/MnO_2三元复合材料在质量比为m(CNT)∶m(PPy)∶m(MnO_2)=45∶10∶45时,内阻小且具有良好的充放电可逆性,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中,以0.28 A/g电流密度放电时,比电容可达178 F/g。扫描500圈后,电容保持率仍在92%以上,表明具有良好的循环稳定性。     

活性二氧化锰清洁生产技术

活性二氧化锰生产中,采用平行加料和恒酸度氧化工艺代替歧化氧化分步法工艺,使硫酸消耗量减少60%,氯酸钠减少7%,废水减少60%～70%,产品性能有所提高。结合末端治理技术可达到节能降耗、回收利用和无害化的目的。     

锰粉焙烧工艺对活性二氧化锰性能的影响

活性二氧化锰生产过程中锰粉焙烧工艺对产品性能的影响较大 ,通过控制转化温度和保温时间均导致不同的焙烧效果。实验结果表明 ,焙烧充分时 ,产品的MnO2 百分含量会有所提高 ,但堆实密度会有所下降 ;焙烧不足时 ,产品的放电性能较差 ,焙烧产物的w(Mn4+ ) /w (Mn2 + )值接近 1时 ,活性锰放电性能比较理想 ,而焙烧过度时 ,产品的性能反而下降。     

CO2活化氮掺杂炭气凝胶的制备及其性能研究

以间苯二酚、甲醛、氧化石墨烯和三聚氰胺为原料,通过溶胶-凝胶法制备氮掺杂炭气凝胶,再对其进行CO₂活化。用X射线衍射光谱法（XRD）、扫描电子显微镜法（SEM）、X射线光电子光谱法（XPS）和N₂吸附等进行物理性能分析,用交流阻抗谱、恒流充放电测试等进行电化学性能测试。随着活化温度的提高,材料表面形成了密集的具有大量孔的内部相互交联的网络结构。当活化温度为900℃时,所制备的样品比表面积最高,由NCAG-4的1 194 m²/g增大到CO₂-900-NCAG-4的1 849 m²/g。在经过活化以后,CO₂-900-NCAG-4表现出了最佳的电化学性能,将其组装成超级电容器,充放电循环2 000次后电容保持率达94.31%。     

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%。