纳米碳管与活性炭复合电极电吸附脱盐性能的研究

为考察纳米碳管（CNTs）、活性炭（AC）及其复合电极的电吸附脱盐性能，将其粉末压制成电极，组装成脱盐器，比较电极电吸附脱盐能力和脱盐能耗。结果表明，在活性炭电极中添加纳米碳管有效地降低了电极电阻和脱盐能耗，少量纳米碳管的添加能在一定程度上提高其电极比表面积、孔容以及在盐水中的比电容；当复合电极中纳米碳管的含量为10％时，其电极在盐水中的电吸附比电容达到113.5F/g，其电极脱盐效果最为显著，其脱盐耗能比活性炭电极降低约67％左右。     

多壁纳米碳管电极电吸附脱盐性能的研究

利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对多壁纳米碳管形貌和晶型结构进行分析,发现多壁纳米碳管管径分布范围窄,其层间距大于高定向石墨,且随着管径的增大逐渐减小;利用多壁纳米碳管对氮气吸附实验分析其表面结构,发现其比表面积和孔容随管径的增大而减小,所形成的空隙绝大部分为中孔;将多壁纳米碳管处理后,压制成电极,组装成电吸附脱盐器,研究纳米碳管管径对电极电容和脱盐性能的影响,结果表明多壁纳米碳管管径越小,电极比电容越高,脱盐能力越强,随着中孔比表面积增大电极比电容和电极单位脱盐量均呈线性增加。     

纳米碳管/活性炭复合电极苦咸水淡化的研究

通过对活性炭的N2吸附发现:活性炭具有高的比表面积和大的孔容,适合用于脱盐,但是其存在能耗大并且强度低等缺点.而纳米碳管是一种低电阻率,高强度的新型材料,采用活性炭复合纳米碳管,可以结合两者的优点,开发出一种低能耗、高脱盐率的复合电极.对各种复合比例的复合电极脱盐和能耗的测试发现:当纳米碳管的质量比占电极的10%时,脱盐量、能耗和强度达到最佳工艺,并且将该复合电极片数增大的测试发现:该电极脱盐效果好,在循环周期的大部分时间内以脱盐为主,脱盐率超过95 %.     

集成纳米碳管电极的电化学检测性能

电极的机械稳定性对电极电化学检测性能的长期稳定性非常重要.利用微波等离子体化学气相沉积法在玻璃基板上集成了纳米碳管电极,并利用该电极对溶液中的邻苯二酚进行了电化学检测.结果表明,经氧等离子体处理的纳米碳管电极具有良好的电化学检测性能,且由于该电极直接集成在玻璃基片上,良好的结构稳定性赋予该电极极为优异的重现性和长期稳定性.     

纳米碳管储氢机理的电化学研究

对流动催化剂法制备的平均直径为6nm的多壁纲米碳管（Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)进行纯化处理，提纯后的多壁纳米碳管利用透射电镜（TEM）表征和电化学储氢研究。同时对该纳米碳管电极进行了自放电实验。结果表明：多壁纳米碳管具有奶高的电化学储氢容量（739mAh/g），但氢与多壁纳米碳管之间的作用力很微弱，氢很容易从多壁纳米碳管中逃逸出。另外，通过对多壁纳米碳管的气相储氢性能的测试，根据实验结果推测；纳米碳管电化学储氢和气相储氢的主要吸附机理相同，即都是物理吸附。     

纳米碳管电化学储氢的研究进展

纳米碳管的储氢是近年来纳米碳管领域研究的一个热点。纳米碳管储氢研究有两种方法，一种是气相法，另一种是电化学法。本文对纳米碳管电化学储氢的基本原理、纳米碳管电化学储氢的理论计算以及氢与纳米碳管的相互作用机制，特别是目前单壁和多壁纳米碳管电化学储氢的实验研究进展进行了综述，展望了利用其电化学储氢特性作为高性能电池的可能性。     

基于纳米碳管导电材料的研究进展

纳米碳管有着优良的电学性能,在导电材料中有着广泛的应用.介绍了纳米碳管的制备方法及基于纳米碳管导电材料的研究进展,并指出了纳米碳管在实际应用中需要解决的问题.     

金属Mn/活性炭电极材料电化学性能的研究

选用不同孔结构的活性炭采用浸渍法负载Mn金属离子,考察活性炭在负载前后的比电容变化情况。研究表明,金属Mn具有比较明显的准电容效应,其中负载金属Mn的中孔活性炭和微孔活性炭的比电容分别增加63．17％和19．69％,中孔活性炭负载金属Mn时,比电容随负载量的增加而上升;微孔活性炭负载5％时比电容最大为340．16F／g。     

石油焦基活性炭电极电容特性研究

用石油焦作原料,KOH为活化剂,在不同活化条件下制备系列不同比表面积的活性炭。用直流恒流循环实验考察活性炭电极的电化学性能。实验发现,石油焦基活性炭随着活性炭比表面积的增加,活性炭比电容逐渐增大;活性炭孔结构分布相同,随比表面积的增加,比电容线性增加,比表面积利用率降低。活性炭孔结构对比电容有较大的影响,30％KOH电解液可以进入活性炭中大于0.6nm的微孔,孔径越大,其比表面积利用率越高。     

电化学电容器中炭电极的研究及开发Ⅱ.炭电极

总结了各种炭材料作为电化学电容器电极材料的研究和开发现状，分析了炭材料的比表面积、孔分布、孔容、表面官能团、石墨微晶取向等特性，极化电极的制作工艺、电极密度、电极厚度、电极导电性以及附加准电容等电化学特性对电化学电容器性能的影响，着重介绍了近几年来用纳米碳管作电化学电容器极化电极所取得的进展，并展望了纳米碳管在这一领域应用的前景。     

电化学阻抗解析多壁碳纳米管/活性炭的电化学性能

以石油焦为原料化学活化制得活性炭(Activated carbon,AC),在此AC中加入不同量的多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)作为超级电容器电极材料.依据交流阻抗谱中阻抗与电容关系,区分有效容量和内阻造成的能量损失,评价了超级电容器的性能.结果表明:加入质量分数3％～15％ MWCNTs的AC电极,实部电容高于纯AC电极,虚部电容则随着MWCNTs添加量的增加而显著降低.且其实部电容分数随MWCNTs加入量的增加呈上升趋势,虚部电容分数则随MWCNTs加入量增加而降低.在AC电极中加入MWCNTs,在降低电极内阻的同时可有效提高超级电容器的储能效率,并降低弛豫时间,提高其频率特性,改善电容行为.     

超级电容器用聚苯胺／活性炭复合电极的研究

通过循环伏安法在多孔活性炭表面沉积了聚苯胺膜,并采用扫描电子显微镜、交流阻抗潜以及恒电流允放电技术对聚苯胺、活性炭和聚苯胺/活性炭复合电极进行了研究.结果显示:聚苯胺在活性炭表面形成一层由多孔网状结构组成的均匀的膜.聚苯胺/活性炭复合电极比活性炭电极具有更高的容量,同时比聚苯胺电极具有更好的循环稳定性.聚苯胺/活性炭复合电极的比电容为587F/g,而活性炭电极仅为140F/g.在50次充放电循环后,聚苯胺电极比电容从513降至334F/g,而聚苯胺/活性炭复合电极从415F/g下降为383F/g.     

酚醛树脂基活性炭微球的电化学性能Ⅱ.作为EDLC电极材料的活性炭微球的制备及电化学性能

用直流恒流循环法考察在不同的活化条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为双电层电容器电极的电化学性能。结果表明，要得到高比电容的电容器电极材料，水蒸气活化的最佳条件为：在800℃下活化1h，水蒸气的量控制为氮气量的40％。在此条件下得到的酚醛树脂活性炭微球作为电极具有良好的循环充放电性能，比电容可达到143F／g，充放电效率高达98％。在2．0nm～7．5nm之间的孔对活性炭微球的比电容影响显著。     

碳纳米管与活性炭超级离子电容器的频率响应

分别采用碳纳米管和活性炭作用超级离子电容器的电极材料，应用交流阻抗频谱法，研究了两类超级离子电容器的频率响应特性。结果表明，用碳纳米管作电极，超级离子电容器地频率250mHz以下出现“电荷饱和”；而用活性炭作电极，超级离子电容器在频率为100mHz时仍未出现“电荷饱和”，说明碳纳米管超级离子电容器的频率响应特性优于活性炭超级离子电容器的频率响应特性，但是上述两类超级离子电容器的频率响应特性均比传统介质电容器的频率响应特性差。     

Improved electrochemical capacitive characteristics by controlling the carbon nanotube morphology and electrolyte solution concentration

Carbon nanotubes (CNTs) have been used as the electrochemical double layer in capacitor (EDLC) electrodes. CNTs were synthesized using thermal chemical vapor deposition (CVD) at a growth temperature of 750 °C by flowing C₂H₂. The surface morphology of the synthesized CNTs could be controlled with or without Al film deposition between the stainless (SUS) sheet and Fe catalyst film. Electrochemical measurements were performed in a three-electrode arrangement. H₂SO₄ with different concentrations was used as the electrolyte solution. The relation between the specific capacitance and the surface morphology of the CNTs and the electrolyte concentration were investigated. The results showed that the electrode formed using vertically aligned CNTs with higher electrolyte concentration exhibited higher specific capacitance.     

NiO-改性活性炭电极电化学电容器研究

为提高普通活性炭材料的电化学性能,用Ni(NO3)2溶液浸渍法和高温热解对活性炭进行改性处理.分别采用氮气吸附法、SEM、XPS等方法分析研究改性炭材料的比表面积、孔结构、形貌和组成;用循环伏安、恒流充放电等电化学方法研究改性活性炭电极构成的电化学电容器性能.结果表明,由Ni(NO3)2热解产生的NiO有准电容效应,与活性炭原有的双电层电容构成了复合电容,因而改性炭的电容量有明显的提高,其质量比电容达到246.1 F/g,比原样炭的130.1 F/g提高了89.2%,表观体积比电容和面积比电容分别高达169.7 F/cm3和30.1 μF/cm2,均显著优于普通炭材料.     

炭气凝胶/活性炭复合电极在有机电解液体系双电层电容器中的阻抗

分别以炭气凝胶(CAG),炭黑(CB)以及石墨(G)为导电剂与KOH活化法高比表面积活性炭(HSAC)制备复合电极,组装成双电层电容器,在(C2H5)4NBF4/丙烯碳酸盐电解液体系中进行交流阻抗测试分析。应用动力学及电子传递控制的等效电路模型对各电极的实验阻抗数据进行拟合得到相应的模型参数,串联溶液电阻Rs、极化电阻Rp、能斯特边界层厚度δ及平均孔内离子扩散系数D。结果表明,炭气凝胶复合电极的孔内离子扩散系数D最高,极化电阻Rp与炭黑复合电极接近。炭气凝胶电极的内阻为各电极中最低并且具有最高的比电容。     

Electrochemical behaviour and voltammetric determination of sulphadiazine using a multi-walled carbon nanotube composite film-glassy carbon electrode

The anodic oxidation of sulphadiazine (SD) was investigated at a glassy carbon electrode modified by multi-walled carbon nanotube (MWCNT–GCE), using cyclic voltammetry and chronoamperometry. The results indicate that MWCNT-modified GCEs show an efficient and selective electrocatalytic activity towards the anodic oxidation of SD among biologically important compounds in buffered solutions at pH?=?7. It was found that oxidation of SD at the surface of MWCNT–GCE occurs at a potential less positive than that of unmodified GCE (about 100?mV). The diffusion coefficient of SD was also estimated using chronoamperometry. The kinetic parameters such as the electron transfer coefficient between SD and modified electrode, α, and the charge transfer rate constant, k_s , for oxidation of SD at the MWCNT–GCE surface were determined according to the Laviron procedure. The dissociation constants of oxidised and reduced acid–base species of SD can be obtained from the E _1/2 versus pH curves. The linear dependence of the peak current on the concentration was observed in the range 10–2000?µmol?L^?1 with a detection limit of 7.1?µmol?L^?1. The method was also applied to determinate the SD in human blood plasma and urine samples.     

延胡索乙素在碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学检测

本文建立了延胡索乙素在碳纳米管修饰玻碳(CNT/GC)电极上的电化学检测方法。在pH6.20的Michaelis.缓冲液中,用方波伏安法研究了延胡索乙素在CNT/GC电极上的电化学行为。延胡索乙素在+0.90v(vs.Ag/AgCl)左右产生一个灵敏的阳极氧化峰,峰电流与延胡索乙素的浓度在8.0×10-7～5.0×10-5mol/L范围内呈良好线性关系,最低检测限达3.0×10-7mol/L。该法简单、快速、灵敏,可应用于生药材和中成药中延胡索乙素的测定。     

Integrating carbon nanotube into activated carbon matrix for improving the performance of supercapacitor

A method of in situ integrating carbon nanotubes (CNTs) into activated carbon (AC) matrix was developed to improve the performance of AC as a supercapacitor electrode. Glucose solution containing pre-dispersed CNTs was hydrothermally carbonized to be a char-like intermediate product, and finally converted into a “tube-in-AC” structure by the chemical activation using KOH. The “tube-in-AC” composite had oxygen content of 12.98 wt%, specific surface area of 1626 m²/g and 90% of 1–2 nm micropores. It exhibited capacitance of 378 F/g in the aqueous KOH electrolyte and excellent cyclibility under high current, that is, the capacitance only decreased 4.6% after 2000 cycles at scanning rate of 100 mV/s. These performances of “tube-in-AC” electrode are better than those of commercial AC electrodes, post-mixed with CNTs or carbon black.