超级电容器用活性炭电极材料研究进展

综述了超级电容器及其最常用的电极材料-活性炭材料。介绍了活性炭电极超级电容器的工作原理,总结了物理活化、化学活化以及物理-化学联合活化等制备活性炭电极材料的方法,并指出了各种方法的优点及存在的问题。重点阐述了活性炭材料的比表面积、孔径分布及表面官能团等影响因素对超级电容器电化学性能的影响,最后对活性炭电极材料的未来发展方向进行了展望。     

二氧化锰基纳米复合材料电极在超级电容器应用中的研究进展

超级电容器是一种具有高的功率密度、良好的循环稳定性和快的充放电速率的储能器件.与传统的电容器相比,由于受到较高的成本和较低能量密度的限制,超级电容器目前仍很难替代传统能源.在此前提条件下,寻求一种电化学储能能力更强、成本更低的电极材料是目前超级电容器电极材料的研究重点.二氧化锰由于其价格低廉、来源广泛和能量密度高的优点...     

超级电容器电极材料二氧化锰的合成和性能研究

高锰酸钾和硫酸锰混合液,在高压反应釜内通过不同的水热时间合成了纳米级α-二氧化锰。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积（BET法）分析手段,对样品的结构和性能进行了表征。研究结果表明：水热时间为9 h的样品,扫描电镜检测结果显示,合成的粉体是纳米粉体,粒径为50～60 nm;X射线衍射检测结果表明,合成的粉体为α-二氧化锰;合成粉体的比表面积达到53.66 m2/g。以该二氧化锰为工作电极、饱和甘汞电极（SCE）为参比电极、铂丝电极为辅助电极的三电极体系中,以1 mol/L的硫酸钠溶液为电解液,通过循环伏安和计时电位法研究电化学行为,结果表明：在电位窗口为0～0.8 V（相对于饱和甘汞电极）、扫描速度为2 mV/s时,其比电容达到76 F/g,循环伏安曲线接近于矩形。     

超级电容器用无定形MnO2的制备及性能

采用液相氧化还原法制备了无定形态MnO2。通过XRD、SEM、循环伏安及恒电流充放电测试对产物的物理及电化学特性进行了研究。结果表明:200℃热处理后的材料仍保持无定形态,呈形貌规则的球形。以3 mol·L-1 KOH为电解液,充放电电流为200 mA·g-1,未热处理的材料50周期比电容达到332.1 F·g-1,但500周期容量保持率仅为57.5%。200℃热处理后的材料比电容稍有下降,50周期为231.2 F·g-1,但循环性能明显提高,500周期容量保持率高达97.9%,能够满足超级电容器的需要。     

导电聚合物基超级电容器电极材料研究进展

导电聚合物是一类重要的超级电容器电极材料。本文介绍了导电聚合物基电极材料的工作原理、优势及不足。在此基础上,介绍了目前为克服该类电极材料性能不足所做的相关研究工作,回顾了该类材料的研究现状。最后提出今后该类材料的研究重点是改善导电聚合物微观形貌、构建三维导电聚合物基电极复合材料及对该类材料制备工艺的优化等方面。     

超级电容器电极材料研究进展

化石燃料的枯竭、环境污染以及清洁能源输出不连续性和不稳定性是目前社会电力发展需求中的主要问题,在各种电化学储能技术中,超级电容器因具有充放电速度快、使用寿命长、功率密度大而被广泛研究。在众多影响超级电容器的因素中,电极材料对其整体性能起到决定性作用。综述了超级电容器用电极材料,如碳基材料、导电聚合物、金属氧化物和氢氧化物、金属硫化物的储能机理及其研究进展。最后,对目前电极材料研究所面临的挑战及未来发展方向进行了展望。     

木质素基材料在混合型超级电容器电极材料中的研究进展

木质素是一种多酚聚合物,具有丰富的芳香类官能团和含氧官能团,且在碳化后形成的多孔碳材料易于转化为石墨化碳层,从而形成局部高导电区域,是制备超级电容器的优质前体,故将木质素用于混合型超级电容器逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来木质素碳材料在混合型超级电容器电极材料中的应用,重点分析了木质素在其中的作用,将其总结为3类进行介绍,包括木质素/多孔炭（石墨烯、碳纳米管）型、木质素/金属化合物（金属氧化物、硫化物、氢氧化物）型和木质素/导电聚合物（聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩）型。此外,还介绍了木质素基混合型超级电容器在柔性超级电容器中的应用。最后,总结了木质素基材料应用在混合超级电容器中的优势和挑战。     

超级电容器用碳基电极材料的研究进展

随着人们对能源和环境可持续发展的要求不断提高,开发以超级电容器为代表的高性能、低成本、无污染的新型绿色储能装置受到人们广泛关注.碳基材料以其特有的优势成为超级电容器电极材料研究的重点,主要介绍了以活性炭、碳纳米管、石墨烯、杂原子掺杂碳材料为代表的碳基电极材料应用于超级电容器的情况,并对其前景进行了展望.     

UV/H2O2氧化联合Ca(OH)2吸收同时脱硫脱硝

在小型紫外光-鼓泡床反应器中,对UV/H₂O₂氧化联合Ca(OH)₂吸收同时脱除燃煤烟气中NO与SO₂的主要影响因素[H₂O₂浓度、紫外光辐射强度、Ca(OH)₂浓度、NO浓度、溶液温度、烟气流量以及SO₂浓度]进行了考察。采用烟气分析仪和离子色谱仪分别对尾气中的NO₂和液相阴离子作了检测分析。结果显示:在本文所有实验条件下,SO₂均能实现完全脱除。随着H₂O₂浓度、紫外光辐射强度和Ca(OH)₂浓度的增加,NO的脱除效率均呈现先大幅度增加后轻微变化的趋势。NO脱除效率随烟气流量和NO浓度的增加均有大幅度下降。随着溶液温度和SO₂浓度的增加,NO脱除效率仅有微小的下降。离子色谱分析表明,反应产物主要是SO₄^2-和NO₃^-,同时有少量的NO₂^-产生。尾气中未能检测到有害气体NO₂。     

介质阻挡放电中气体成分对NOx脱除的影响

利用介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体进行烟气的脱硝实验,研究了在乙烯存在的条件下,温度和其他烟气成分对NO_x脱除率的影响。结果表明:随着温度的升高,NO脱除速率增快;模拟烟气中加入CO₂,在能量密度较低时,CO₂作为电负性分子会降低自由基的生成,导致NO的脱除率降低,随着能量密度的升高,CO₂对NO脱除的影响减小;模拟烟气中加入水后可以产生更多的OH、HO₂等自由基,促进NO的氧化;SO₂的加入会与自由基O反应,使初始反应中O与C₂H₄的反应速率减弱,从而影响了NO的氧化速率,但O₃、HO₂等强氧化自由基会优先与NO反应,因此SO₂的加入不会影响NO最终的脱除率。     

衣康酸共聚物合成工艺的优化及其阻垢性能研究

以衣康酸(IA)、烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,通过自由基聚合的方式,合成出IA-AHPS-APEG三元共聚物。利用中心复合设计法建立了数学模型,结合静态阻碳酸钙垢测试,对聚合反应的引发剂用量、反应温度和反应时间进行了优化。通过FT-IR技术分析了聚合物IA-AHPS-APEG的分子结构,利用TG、SEM和XRD等技术分析了碳酸钙垢和硫酸钙垢的形貌和晶体结构变化,探究了聚合物IA-AHPS-APEG的阻垢机理。结果表明,优化后的IA-AHPS-APEG可以抑制碳酸钙和硫酸钙晶体的正常生长,并使碳酸钙晶体发生晶格畸变,其对碳酸钙的阻垢率最高可达93.2%,对硫酸钙的阻垢率接近100%。     

木质素磺酸钠在TiO2/水界面的吸附特性

木质素磺酸钠在固体表面的吸附特性决定了其应用性能,利用红外和紫外分光光度仪,采用剩余质量分数法研究了温度、pH值、无机盐和氢键破坏剂脲对木质素磺酸钠在TiO₂/水界面吸附动力学和等温吸附性能的影响,初步探讨了其在固液界面的吸附作用机理。结果表明,该吸附为单层多点式吸附,随着温度升高和pH值减小,木质素磺酸钠在TiO₂/水界面的吸附速率常数和饱和吸附量均增大,而离子强度的增大和脲的加入却使吸附速率常数减小;木质素磺酸钠在TiO₂/水界面的吸附驱动力为静电、疏水和氢键作用,疏水作用力可显著增加其吸附量。     

超临界CO2快速膨胀法制备SiO2/聚氨酯超疏水涂层

用超临界CO₂快速膨胀法制备了SiO₂/聚氨酯超疏水涂层。首先用十三氟辛基三乙氧基硅烷（F-硅烷）和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性纳米二氧化硅,制备出含双键的纳米二氧化硅粒子,将其分散在超临界CO₂中,再利用超临界CO₂快速膨胀法将其喷射到双键封端的且已添加了引发剂的聚氨酯涂层表面,通过加热,使纳米二氧化硅粒子接枝在聚氨酯涂层表面,形成稳固粗糙结构,获得了超疏水性质。研究了喷嘴温度、反应釜温度和压力、偶联剂配比、表面粗糙度对涂层疏水性的影响。结果表明：涂层的静态水接触角可达到169.1°±0.6°;在喷嘴和釜内温度都为90℃,釜内压力为16 MPa,F-硅烷和KH-570配比为1∶1,表面粗糙度为7.3 μm时,所制得涂层具有较好的超疏水性,且具有优良的耐刮伤性。该法高效环保,涂层性能优良,适于大面积制备。     

新型CO2低温捕集与N2/O2分离复合系统性能分析

提出了一种CO₂低温捕集液化与N₂/O₂分离的新型复合系统,并且对该系统的性能以及优势进行了分析。这一系统不仅将CO₂低温捕集液化与N₂/O₂的分离结合起来,而且能达到降低能耗与减少投资的目的。采用理论分析和软件模拟相结合的方法,对该系统进行可行性分析。结果显示,这一新型系统不仅能量消耗低于传统醇胺吸收捕集CO₂的系统,该新型复合系统捕集1 t CO₂耗能3.29 GJ·t^-1,而传统MDEA吸收法耗能4.11 GJ·t^-1。而且在该系统中,CO₂分离液化的同时,可以获得副产物N₂与O₂。本研究阐明了一种CO₂低温捕集液化与N₂/O₂分离复合系统的新思想。     

改性纳米SiO2/聚氨酯-含氟丙烯酸酯无皂乳液合成及其胶膜性能表征

引言水性聚氨酯相对溶剂型聚氨酯具有不燃、气味小、不污染环境等优点[1-2],从而广泛用于涂料[3]、胶黏剂[4]、油墨[5]等领域。目前,常用于软包装领域的薄膜主要是表面能很低的非极性膜,而水性聚氨酯胶黏剂具有较高的表面自由能,对非极性膜的润湿性差,因此需要降低水性聚氨酯的表面张力,达到润湿非极性膜的目的。     

Pd修饰LaNi5贮氢电极的电催化脱氯性能

为提高对氯苯酚(4-CP)脱氯的有效性,采用化学沉积法制备了镧镍合金镀钯电极(Pd/LaNi₅),对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和线性扫描伏安(LSV)表征。电催化实验结果表明Pd/LaNi₅电极显示了比LaNi₅电极和Pd/Ni电极更高的4-CP脱氯活性,在初始浓度0.1 mmol·L^-1、表观电流密度10 mA·cm^-2、pH 4.0和钯载量1.8 mg·cm^-2时,4-CP的脱氯率和电流效率分别达到77.3%和0.14%。基于物理化学表征,可以断定电化学脱氯活性的增强主要源于LaNi₅更好的储氢能力。     

Highly flexible supercapacitors with manganese oxide nanosheet/carbon cloth electrode

We report a simple and cost-effective synthesis of hierarchically porous structure composed of Birnessite-type manganese dioxide (MnO₂) nanosheets on flexible carbon cloth (CC) via anodic electrodeposition technique. Petal-shaped MnO₂, having sheet thickness of a few nm and typical width of 100 nm, with a strong adhesion on CC is observed. This hierarchically porous MnO₂–CC hybrid structure dose exhibit not only excellent capacitance properties, such as up to 425 F g⁻¹ in specific capacitance, but also high crack resistance owing to its efficient release of bending stress, as observed by cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge measurements under different curvature of bending configurations. Furthermore, flexible supercapacitors based on this kind of MnO₂ nanosheet/CC electrode showed significantly improved stability in capacitive performance over 3000 cycles under the bending test, which is highly promising for future applications in flexible energy storage device.