聚苯胺-MnFe类普鲁士蓝复合材料的超电容性能

MnFe类普鲁士蓝(MnHCF)作为超级电容器电极材料具有高比电容和优良的循环稳定性,但导电性不佳限制了其应用,通过将其与聚苯胺等高电导率材料复合可以极大改善这一问题。传统的两步制备方法工艺繁琐,干扰因素较多。本研究利用MnO_2纳米棒作原材料在室温下一步合成了聚苯胺-MnFe类普鲁士蓝复合材料(PANI-MnHCF)。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征,使用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品电化学性能进行测试。结果表明:成功合成了堆砌为规则块状结构的PANI-MnHCF。在0.5 mol/L中性Na_2SO_4电解液中,1 A/g电流密度下,比电容达276.4 F/g;电流密度增大至5 A/g后,比电容仍能保持225.2 F/g;2000次充放电循环测试后,容量保持率为70.2%。     

超级电容器电极材料VS4@PPy的制备及其电化学性能

探索具有优异电化学性能的电极材料是推进超级电容器发展的关键,设计优化过渡金属硫化物并研究其电化学性能对超级电容器的发展和应用至关重要.具有多种不同形貌的VS4正是研究重点之一.采用简单的一步水热法制备了花状VS4纳米材料,通过原位氧化聚合法在VS4上包覆聚吡咯(PPy),得到VS4@PPy纳米复合材料.PPy出色的导电...     

氮掺杂中药废渣生物质碳材料电容性能研究

以废弃的中药废渣作为前驱体，Ni(NO₃)₂为原位造孔剂，尿素为氮源，采用水热法进行氮原子掺杂改性，再经预碳化-活化法制备氮掺杂生物质碳(Ni-N-CMW)。研究表明制备的生物质碳材料具有丰富的孔隙结构，改性掺杂的生物质碳材料Ni-N-CMW比表面积和平均孔径分别为2234.17 m²·g^-1和1.86 nm。对生物质碳材料进行电化学性能测试，结果表明氮掺杂改性生物质碳材料比电容为405 F·g^-1,明显高于未掺杂的生物质碳(256 F·g^-1),且在电流密度增加至8 A·g^-1时，Ni-N-CMW比电容依然能达到332 F·g^-1,电容保持率高达82.1%。除此之外，在5000次循环充放电结束后仍能保持91.2%的比容量，具有良好的循环稳定性。本研究不仅提供了一种回收利用中药废渣的方法，而且为进一步发展中药废渣在电容器电极材料领域的应用提供了理论依据。     

铁掺杂槟榔衍生炭材料的电化学性能研究

以食用后废弃的槟榔作为前驱体,经由预氧化、氢氧化钾活化和高温炭化制备生物质炭.将炭材料置于六水合氯化铁溶液中吸附铁离子,经由一步热处理后最终制备铁掺杂炭材料.通过比表面积测试(BET)研究活化前后比表面积和孔径分布的变化发现:经过氢氧化钾的活化,炭材料表面出现大量孔结构,其比表面积和孔隙率均有显著的提高;通过X射线光电...     

聚合物支撑法制备活性炭膜材料及其超级电容性能

利用聚合物支撑法制备活性炭基碳膜材料,应用于超级电容器电极材料。研究了浓酸改性时聚合物支撑对碳膜的结构和电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、氮气等温吸脱附(BET)等方法表征材料的微观结构,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等研究其电化学电容性能。结果表明,聚合物支撑法制备的碳膜在1 A·g~(–1)的电流密度下的比电容为128.9 F·g~(–1),低于纯活性炭的比容量(173.3 F·g~(–1));但是,该碳膜在浓酸改性后的比电容达到了185.6 F·g~(–1),远高于浓酸改性的活性炭(71.1 F·g~(–1))。主要原因是支撑聚合物在高温热处理留下的碳基支撑点对于活性炭丰富的孔道结构具有保护作用。     

CoFe类普鲁士蓝纳米立方的合成及超电容性能

利用化学共沉淀法,制备Co Fe类普鲁士蓝纳米立方(Co Fe PBA)超级电容器电极材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征;利用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品的电化学性能进行研究。结果表明:Co Fe PBA材料为具有面心立方结构的棱长约400 nm的立方颗粒,且表面光滑、颗粒均匀,在氯化钴和铁氰化钾摩尔比为2:1时,产物Co Fe PBA电化学性能最佳,于中性介质1 mol/L硫酸钠溶液中,在1 A/g电流密度下,比电容能达到444.4 F/g,电流密度增大至5 A/g时,比电容仍能保持在423.1 F/g,2000次充放电循环后,在1 A/g电流密度下比电容保持在439 F/g,容量衰减小于2%。     

仿生合成CoO/Co/C复合电极材料及其超级电容性能研究

以松木作为生物模板和碳源,以Co(NO_3)_2·6H_2O作为钴源,煅烧制备多孔CoO/Co/C复合电极材料。通过X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N_2等温吸附-脱附(BET)对复合材料的结构和形貌进行表征。结果表明,复合电极材料遗传了木材模板的生物形貌特点和多级孔道结构,BET表面积为369.2 m~2/g。CoO/Co/C电极具有较好的电化学性能,在1 A/g电流密度下比电容达760 F/g,在电流密度5 A/g下循环充放电500次后,电容保持率为73.7%。     

镍基MOF电极材料物理超声改性及电化学性能

采用水热法合成了以4,4′-联苯二甲酸(BPDC)为配体的Ni-金属有机框架(MOF),利用低成本、无污染的物理超声法在不改变Ni-MOF晶体结构的前提下对其进行改性,使块状Ni-MOF表面产生孔隙,改善Ni-MOF表面微/纳米结构,提高其电化学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)图、X射线衍射(XRD)谱、循环伏安(CV)曲线和恒电流充放电(GCD)曲线分析了改性前后Ni-MOF的微结构形貌和电化学性能。结果表明,经过超声处理后,Ni-MOF的比表面积从40.6 m^2·g^-1增加到65.8 m^2·g^-1,平均孔径从12 nm增加到22 nm。在0.5 A·g^-1电流密度下,超声处理后Ni-MOF电极比电容从420 F·g^-1增加到515 F·g^-1,提高了22.6%,电荷转移电阻明显降低,从25.11Ω降低到15.51Ω。因此,物理超声法可有效改善Ni-MOF表面微/纳米结构,提高其电化学性能。     

CaMoO4纳米颗粒的合成、表征及电化学性能

二元金属氧化物是一种重要的电极材料,改进其电化学特性对提升电池容量的性能具有重要意义.采用水热法成功合成CaMoO4纳米颗粒.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDS)以及扫描电子显微镜(SEM)对CaMoO4纳米材料的结构、形貌以及元素组成进行了详细的研究.在三电极系统下对CaMoO4电极材料进行循环...     

超级电容器电极材料研究最新进展

超级电容器是介于传统电容器与化学电源之间的一种新型储能元件,它具有充电时间短、循环寿命长、功率特性好、温度范围宽和经济环保等优势,目前在很多领域都受到广泛关注。概述了超级电容器电极材料研究的最新进展,包括碳基材料、金属氧化物材料及导电聚合物材料等,并在此基础上对其未来发展趋势进行了展望。     

氧化钌/氧化锰复合电极材料的性能研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成反应法分别制备了氧化钌和氧化锰电极材料。进而采用胶体法制备了不同配比的氧化钌/氧化锰复合电极材料。利用扫描电镜和X射线衍射仪分别对电极材料的形貌及其结构进行表征。通过循环伏安法、恒流充放电、交流阻抗谱对复合电极进行电化学性能测试。结果表明：在氧化钌中加入适量的氧化锰的有助于降低氧化钌的成本和提高氧化钌的阻抗特性,当氧化锰的含量为60wt%时,在38%的H2SO4溶液中,扫描速度为20mV/s时,复合电极的比电容为438F/g,内阻为0.304Ω,且在经过300次循环充放电后,比容量仍保持92.5%,可作为较理想的超级电容器电极材料。     

Mn_3O_4电极的制备及电化学性能研究

在C4H6MnO4.H2O水溶液中,采用电化学沉积法制备了Mn3O4电极,研究了所制电极的微观结构及性能。结果表明,当电沉积液中添加有NaNO3时,所制Mn3O4电极具有纳米级薄片所构成的多孔表面,且性能优异,其电化学传递阻抗小,比容达到122.5 F.g–1,比未添加NaNO3时提高了70%。     

Organic thin-film field-effect transistors with MoO3/Al electrode and OTS/SiO2 bilayer gate insulator

An organic thin-film transistor (OTFTs) having OTS/SiO₂ bilayer gate insulator and MoO₃/Al electrode configuration between gate insulator and source–drain (S–D) electrodes has been investigated. Thermally grown SiO₂ layer is used as the OTFT gate dielectric and copper phthalocyanine (CuPc) for an active layer. We have found that using silane coupling agents, octadecyltrichlorosilane (OTS) on SiO₂, surface energy of SiO₂ gate dielectric is reduced; consequently, the device performance has been improved significantly. This OTS/SiO₂ bilayer gate insulator configuration increases the field-effect mobility, reduces the threshold voltage and improves the on/off ratios simultaneously. The device with MoO₃/Al electrode has similar source–drain current (I_DS) compared to the device with Au electrode at same gate voltage. Our results indicate that using double-layer of insulator and modified electrode is an effective way to improve OTFT performance.     

新型LiFePO_4/AC混合超级电容器的制备和性能研究

以橄榄石型磷酸亚铁锂(LiFePO4)为正极,活性炭(AC)为负极,制备了LiFePO4/AC混合超级电容器。通过充放电、倍率和漏电流测试,系统研究了所制混合超级电容器的电化学性能。结果表明,在正负极活性物质质量比为0.8∶1.0的条件下,混合超级电容器综合性能最佳:比容量为25.38 mAh.g–1,比能量为3.21 Wh.kg–1,分别是活性炭超级电容器的2.83倍和2.17倍,且在大倍率充放电下循环稳定性好、漏电流小,在1600 s后漏电流为0.25 mA。     

织构化BaBi_4Ti_4O_(15)压电陶瓷的制备与性能研究

以熔盐法制备的BaBi4Ti4O15片状粉体作为模板,流延法制备了BaBi4Ti4O15压电陶瓷,并与传统固相法制备的BaBi4Ti4O15压电陶瓷进行比较。通过XRD分析不同工艺制备的陶瓷样品相结构,SEM观察其微观形貌。结果表明:流延法制备的BaBi4Ti4O15陶瓷在(00l)方向实现了定向排列,且随着模板含量的增加,(00l)晶面的定向度f增加,模板质量分数为20%时,f=57.7%。另外,流延法制得的BaBi4Ti4O15陶瓷样品容易致密,当烧结温度从1 140℃到1 145℃时,密度由5.39 g.cm–3增大到6.64 g.cm–3,在1 150℃达到最大密度7.39 g.cm–3。     

超级电容器用有机电解液中准参比电极稳定性研究

以惰性金属、氧化-还原体系和多孔碳材料作为准参比电极,以二茂铁的氧化-还原半峰电位值为内标,对准参比电极在季铵盐有机电解液中的稳定性进行研究。结果显示,金属准参比电极无法建立稳定的电荷平衡体系,其参比电位稳定性较差;氧化-还原体系可以在一定时间和范围内具有稳定的电荷平衡体系,但长时间工作电荷平衡体系会被破坏,导致参比电位稳定性变差;高比表面积多孔碳材料准参比电极具有大量的双电层电容,因而可以建立稳定的电荷平衡体系,具有良好的参比电位稳定性。     

碳改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的电化学性能

采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4微粉,并采用热裂解法在其表面进行了碳包覆。通过XRD、SEM、TGA分析和充放电测试研究了包覆后粉体的晶体结构、形貌、包覆量和电化学性能。测试结果表明:合成的碳包覆LiMn2O4材料为单一的尖晶石型结构,碳包覆有效降低了Jahn-Teller畸变和锰在电解液中的溶解,提高了材料的电化学性能。以0.1C倍率充放电时碳包覆LiMn2O4的初始充放电比容量为123.1 mAh/g,循环20次后容量保持率为96%。     

Cr:Mg2SiO4晶体中络离子(CrO4)4-的自旋极化MS-Xα计算

本文采用自旋极化MS-Xα方法计算了Cr:Mg2SiO4晶体中络离子(CrO4)4-的电子结构,给出了Td群和C(3v)群下的单电子能量本征值、本征函数和自旋极化分裂值。用过渡态理论计算了部分光学跃迁和电荷转移跃迁的能量。采用Case-Karplus电荷分配法计算得到自旋-轨道耦合常数ζ(?)。讨论了配位体的距离对单电子轨道和基态组态的影响,也讨论了对称性变化的影响。     

CaMoO4/GO复合材料的制备及其超级电容器性能

采用水热法成功合成了CaMoO₄/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。通过材料的表面形貌、晶体结构和电化学性能研究合成的纳米复合材料。结果表明,CaMoO₄/GO电极在电流密度0.5 A/g时比电容高达571.82 F/g,并且在1 A/g的电流密度下,经过1000次循环后的比电容保持率仍为84%。为了测试电极材料的实际应用效果,全固态超级电容器(ASC)分别使用CaMoO₄/GO和活性炭(AC)作为正极和负极进行组装。组装的ASC在功率密度1710.3 W/kg下显示出25.18 W·h·kg^-1的能量密度,并且能通过串联4个ASC为红色发光二极管供电。上述结果表明CaMoO₄/GO电极材料在高性能储能设备的应用中具有非常大的潜力。