MnO2-DWCNTs/TiO2-DWCNTs复合材料的合成及其在不对称超级电容器的应用

通过低温液相法制备了二氧化锰-双壁碳纳米管(MnO2-DWCNTs)复合材料;通过溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛-双壁碳纳米管(TiO2-DWCNTs)复合材料。将MnO2-DWCNTs作为正极,TiO2-DWCNTs作为负极并组装成不对称超级电容器,其性能比对称的MnO2-DWCNTs和TiO2-DWCNTs电容器的性能好,当正负极质量比为1:1时,不对称超级电容器的质量比电容最高,达到250.71F/g,能量密度达到了17.36 Wh/kg。     

MnO2/rGO复合材料的制备及电化学性能研究

采用一步水热法制备具有海胆状纳米/微米结构的MnO_2和MnO_2/rGO复合电极材料。用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征分析其微观形貌,X射线衍射(XRD)对其成分进行分析,结果表明:rGO,MnO_2成功复合在一起。rGO包覆在海胆型MnO_2表面,有效增大了MnO_2导电率。MnO_2∶rGO=1∶1的复合材料在电流密度为0.5 A·g~(-1)时比电容可达200.13 F·g~(-1)。经过5000次循环充放电后,其比电容保持率为92%。     

普鲁士蓝镶嵌聚吡咯薄膜电极的制备及其电化学电容性质的研究

为提高聚吡咯电极材料电化学性能,研制出一种普鲁士蓝(PB)镶嵌聚吡咯(PPy)薄膜电化学电容器电极。采用化学沉淀法结合气相聚合(VPP)法将同步合成的PB引入PPy薄膜中,制备了自支撑聚吡咯/普鲁士蓝(PPy/PB)复合电极材料。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线粉末衍射技术等对复合材料的形貌及结构进行表征。在三电极体系和对称超级电容器中研究PPy/PB复合材料的电化学表现,研究结果表明,PPy/PB复合材料组装的超级电容器比电容高达447.6 F/g。不同电流密度下充放电性能研究表明,电流密度从1.0 A/g增大到10.0 A/g时,PPy/PB比容量保持率为70.8%,具有优异的倍率性能。通过4 000次恒流充放电后PPy/PB电容保持率为76.9%,高于纯PPy电极材料,显示出较好的电容性能。     

类普鲁士蓝微纳米粒子的可控合成与表征

利用溶剂的刻蚀作用制备了尺寸大小和表面不同程度刻蚀的类普鲁士蓝立方体微纳米粒子,通过扫描电子显微镜、粉末X射线仪、傅里叶红外分光光度计等对微纳米粒子进行了表征,考察了溶剂对类普鲁士蓝纳米粒子的刻蚀作用。研究表明,随着溶剂体系中蒸馏水的增加,粒子的粒径增大,立方体表面被逐步刻蚀成具有"骰子"外貌的特殊形貌,这种形貌的改变可能会对微纳米粒子的物理化学性能产生较大的影响。     

固载化纳米MnO2对砷的吸附性能研究

解决纳米MnO2在水处理后难分离回收的问题,以交联壳聚糖(CCTS)固载纳米MnO2,制备了纳米复合材料膜,考察其对水中砷的吸附性能,研究了溶液初始pH、吸附剂的用量、温度、初始质量浓度对砷吸附效果的影响。结果表明,在最优条件下,该膜对初始质量浓度小于4 mg/L的砷去除率达到98.88%以上。吸附等温线符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,考虑吸附过程为多分子层的吸附,既有物理吸附也有化学吸附。     

基于普鲁士蓝类正极材料Na2CoxFeyFe(CN)6的制备与性能研究

为了进一步提高普鲁士蓝的电化学性能,通过控制温度和添加剂,运用共沉淀法进行铁离子掺杂,成功合成了Na₂Co_xFe_yFe(CN)₆正极材料,并对其进行XRD、SEM、TG和电化学性能测试。结果表明,在0.1 C电流密度下,初始比容量由未掺杂时的125.3 mAh/g上升到164.6 mAh/g,达到理论容量的96.8%。经过100圈充放电循环后,仍保持83.1 mAh/g的高容量。在5 C大电流密度的充放电测试下,比容量也由未掺杂时的28.3 mAh/g上升到47.8 mAh/g。材料表现出了优异的电化学性能。     

水热法制备Mn_3O_4/石墨烯复合材料及其电化学性能

采用水热法制备Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯的含量对产物的形貌和结构有决定性的影响。当石墨烯与MnO2质量比1∶3时,制备得到MnOOH/石墨烯复合材料,当石墨烯与MnO2质量比1∶1时,制备得到Mn3O4/石墨烯复合材料。石墨烯与Mn3O4复合可使Mn3O4更大可能地释放赝电容,在电流密度2 A/g时,Mn3O4/石墨烯的比电容值为297.14 F/g。     

多孔氮掺杂石墨烯/MnO2的制备及其电化学性能

用双氧水造孔得到多孔氧化石墨,以尿素为氮源,通过水热法得到了多孔氮掺杂石墨烯(HNG)与MnO2的复合物HNG/MnO2.结果 表明:HNG/MnO2在0.5 A/g电流密度下的比电容可以达到246 F/g,当电流密度达10 A/g,比电容为172 F/g,可以保留70％的比电容.将HNG/MnO2作为正极与石墨烯水凝胶负极组装的非对称超级电容器,在0.5 A/g可以贡献71 F/g的比电容,当电流升至5 A/g仍可有43 F/g的比电容,保持率为62％.此外,非对称超级电容器在5 A/g的电流密度下,稳定循环3000圈后仍可保留90.8％的初始容量.     

纳米普鲁士蓝的制备及其溶液稳定性的研究

报导了制备纳米普鲁士蓝的方法,对普鲁士蓝溶液的聚集过程、光照稳定性、热稳定性和化学稳定性进行了系统的研究。     

Co3O4@MnO2空心核壳材料的制备及电容性能研究

以二甲基咪唑和六水硝酸钴为原料合成ZIF-67,采用水热法在ZIF-67表面生长MnO₂纳米片,经热处理获得空心Co₃O₄@MnO₂核壳材料。表面网状纳米片具有更多的活性位点,同时为电解液渗透提供扩散通道,空心材料的薄壁提高了电子的迁移效率。电容性能测试结果表明,Co₃O₄@MnO₂/泡沫镍（Co₃O₄@MnO₂/NF）电极在0.5 A/g电流密度下容量达到278.3 F/g,高于ZIF-67/NF电极（53.7 F/g）和ZIF-67@MnO₂/NF电极（192.8 F/g）;循环5 000次后容量仍保持了最大值的80.5%,具有优异的稳定性。     

前沿科研成果融入分析化学实验教学——普鲁士蓝纳米颗粒光热及类过氧化氢酶性能探究

本实验设计采用“缺陷选择刻蚀法”制备出粒径均匀的普鲁士蓝纳米粒子(PBNPs)。使用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪等对该纳米材料进行了表征和分析,并进一步探讨其光热性能及类过氧化氢酶活性。通过本实验,学生们得以提升常规仪器的操作技能,并学会深入的数据分析思维模式。此外,他们还可以通过本实验了解并接触到科学前沿知识,进而拓展科学视野、提升科学素养水平。这个实验旨在为学生们提供一个综合性的学习机会,让他们在实践中掌握科学的方法和技巧。这将使他们能够更好地理解和应用科学原理,培养他们的观察、实验设计和数据处理能力。     

g-C3N4/Fe3O4/MnO2光催化剂制备及光催化性能研究

以尿素和铁盐为原料,负载了MnO₂,利用原位沉淀法与煅烧法制备g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料。使用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS对合成的部分光催化剂进行表征。结果表明：g-C₃N₄为类石墨的层状结构,Fe₃O₄和Mn O₂通过分子间作用力与g-C₃N₄复合。在不同反应条件下的可见光诱导的光催化实验表明,当m(Mn)∶m(g-C₃N₄/Fe₃O₄)=1∶1时,g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料具有出色的降解污染物的能力,其中光降解反应的优化条件为g-C₃N     

石墨烯纳米片/CoS2复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

采用一步水热法制备石墨烯纳米片（GNS）/CoS₂复合材料,利用XRD和SEM对所制备复合材料的微观结构进行表征,采用循环伏安法和交流阻抗法对复合材料的电化学性能进行研究。研究结果表明,在水热过程中,氧化石墨（GO）逐渐被还原成石墨烯纳米片（GNS）,能够为CoS₂晶核的形成提供更多的接触点,有利于CoS₂颗粒均匀地生长在GNS表面。这种结构的复合材料既能够显著增加CoS₂和电解液之间的有效接触面积,提高CoS₂的电化学利用率,同时又能够改善材料的导电性,有利于提高材料的比电容。     

MnO2-CeO2/FA-PG催化剂脱除Hg0的性能及再生研究

研究了粉煤灰(FA)-凹凸棒石(PG)负载MnO₂-CeO₂催化剂(MnO₂-CeO₂/FA-PG)的制备及其用于脱除模拟烟气(N₂+5%(体积分数,下同)O₂+0.15%SO₂+0.05%NO+5%H₂O)中的Hg⁰的性能以及脱除Hg⁰后MnO₂-CeO₂/FA-PG催化剂的再生。考察了MnO₂-CeO₂负载、制备温度、反应温度、空速、SO₂体积分数及催化剂再生方法对MnO₂-CeO₂/FA-PG催化剂脱除Hg⁰的影响,探讨了Hg⁰在Mn8-Ce0.5/FA-PG催化剂上的脱除过程。结果表明：350℃煅烧温度下制备的Mn8-Ce0.5/FA-PG催化剂脱除Hg^0<...     

普鲁士蓝类纳米粒子的合成及其在双氧水检测中的应用

普鲁士蓝及其衍生物在具有优良的电化学性能、高稳定性等特点,在电化学领域发挥着重要的作用。文章用微乳法制备了Co-Fe普鲁士蓝类纳米粒子,并对其进行红外、电镜表征,发现其粒径均匀、呈立方状。同时,以此纳米粒子制备的修饰电极,对双氧水进行了检测,结果表明其电流的变化量与双氧水浓度的对数在0.48～5.74μmol·L-1范围内有线性响应。     

花状Ni(OH)2的制备及其电化学性能研究

以NiCl₂·6H₂O和NH₃·H₂O为原料,采用简单的水热法,借助表面活性剂CTAB成功合成了β-Ni(OH)₂。研究表明,该材料具有以纳米片相互穿插构成的花状分层微米球结构,比表面积高达45 m²?g^-1。电化学测试表明材料具有良好的电化学性能,在3 A?g^-1的充放电电流密度下,Ni(OH)₂的比容量达到505 C?g^-1,在超级电容器领域具有良好的应用前景。     

低结晶度NiMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能

采用溶剂热法制备了NiMn₂O₄/还原氧化石墨烯(NiMn₂O₄/r GO)复合材料,并对表面形貌、微观结构和电化学性能进行了表征和测试。结果表明:低结晶度的NiMn₂O₄以丝绒状均匀地沉积在rGO纳米片上,几乎没有rGO裸露在外,NiMn₂O₄纳米颗粒间的聚集现象消失;同时NiMn₂O₄的覆盖也有效地阻止了石墨烯层之间的团聚。由于其独特的结构,NiMn₂O₄/r GO具有较大的比表面积和良好的导电性。在1 A·g^–1时的比电容是1 675 F·g^–1。在5 A·g^–1时,经过2 000个充放电循环后,NiMn₂O₄/r GO的比电容保持率为91%。     

介孔CoMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能

采用共沉淀法制备了CoMn₂O₄/还原氧化石墨烯(CoMn₂O₄/rGO)复合电极材料,并研究了石墨烯含量对CoMn₂O₄/rGO复合材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明:CoMn₂O₄纳米颗粒沉积在石墨烯纳米片的表面,随着石墨烯含量的增加,CoMn₂O₄纳米颗粒在r GO表面的分布逐渐均匀,聚集现象消失。CoMn₂O₄/rGO具有高的比表面积及优良的电化学性能,其中CoMn₂O₄/rGO20 (rGO质量分数为20%)电容性能最好,在电流密度1 A/g时具有1 420 F/g的比电容。CoMn₂O₄/rGO30(rGO质量分数为30%)的倍率性能和循环稳定性能最好。2 000次充放电后,样品CoMn₂O₄/rGO30在5 A/g时的比电容保持率为94%,样品CoMn₂O₄的比电容保持率为78%。     

类普鲁士蓝的制备及其活化PMS降解双酚S

通过简单共沉淀法合成了类普鲁士蓝化合物(CoFe-PBA),用于活化过一硫酸盐(PMS)降解有机污染物双酚S (BPS)。使用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对Co Fe-PBA进行表征,结果表明Co FePBA由紧密结合的Co₃[Fe(CN)₆]₂构成,为纳米级,表面均匀分布着C、Fe、Co、O元素,具有丰富的活性位点。催化剂投加量300mg/L、PMS投加量400mg/L、p H=5.89条件下,Co Fe-PBA/PMS降解体系40min内去除73.77%的BPS,对酸性和共存离子(SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-)敏感,碱性环境能促进PMS快速活化,重复实验显示该体系具有良好稳定性,使用4次后仅下降26.70%,活化性能优于其他材料。机理分析表明,CoFe-PBA与PMS相互作用,作用过程中改变了金属位点价态,发生电子转移,产生各种活性物质降解BPS,其主要作用活性物种为¹O...