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.     

低维纳米MnO2的制备及其在化学电源中的应用

评述了近年来国内外低维纳米MnO₂材料研究领域的最新进展,其中包括纳米MnO₂颗粒、一维纳米线（管或棒）和二维纳米薄膜等低维纳米结构MnO₂材料的合成;介绍了低维纳米MnO₂作为电极材料在电化学超级电容器、锂离子电池、碱锰电池中的应用,并对其发展前景进行了展望。     

MnO2/MCNTs的制备及电容性能的研究

利用酸处理使多壁碳纳米管(MCNTs)表面功能化,继而结合原位化学液相沉淀法,成功制备了MnO2/MCNTs二元复合材料,并采用XRD、FTIR、SEM和TEM研究了材料的晶体结构和表面形态,运用循环伏安和交流阻抗方法研究其电化学性能.结果表明:MnO2/MCNTs二元复合材料的电容性能优于纯MnO2,且不同的MCNTs管径及长度对MnO2/MCNTs二元复合材料电化学性能及表面有影响.     

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%。     

Ti/IrO2+MnO2电极在酸性溶液中的电化学活性表面积

采用涂覆热分解法制备不同成分的Ti/IrO₂+MnO₂电极,利用恒电位循环伏安法研究Ti/IrO₂-MnO₂电极在硫酸溶液中的电化学表面行为,并用直线外推法定量地评价电极的电化学活性表面积。结果表明,Ti/(0.7)IrO₂+(0.3)MnO₂的伏安电荷达到最高,为电化学活性表面积最大;随着电位扫描速率增大,伏安电流密度不断增加,而伏安电荷容量逐渐减少,直到维持恒定;所有Ti/IrO₂+MnO₂电极的“内部”电化学活性表面积远大于“外部”电化学活性表面积,约为“外部”电化学活性表面积的2倍,说明电极内部存在丰富的多孔结构,真实表面积巨大,因此Ir⁴⁺/Ir³⁺转化反应多发生于内电化学活性表面区域。     

熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

CoO改性炭电极电化学电容器研究

以普通活性炭为基材,用Co(NO_3)_2溶液浸渍和高温热解法制备改性炭材料。采用循环伏安、恒流充放电、漏电流测试等电化学方法研究了由改性炭电极构成的电化学电容器的性能。结果显示虽然改性炭的比表面积比原炭有所下降,但是比电容却显著增加,从130.1F/g增加到198.8 F/g,提高了52.8%;其相应的体积比电容高达136.9 F/cm~3。     

MnO2纳米空心球的制备及其电化学性能

采用水热法通过添加Ce离子制备了MnO₂纳米空心球电极材料。Ce离子对MnO₂的形貌和结晶程度有很大的影响,添加Ce离子后生成由纳米棒组成的中空球,中空球比表面积(BET)达到315.2 m²·g^-1。MnO₂电极电化学测试结果表明:当铈锰摩尔比为0.2时电极材料具有较好的电化学性能,其比电容达到178.6 F·g^-1,与未加Ce离子相比其比电容提高了2.6倍,而且经过1000次循环稳定性测试后比电容仍保留了90.5%。这些结果表明添加Ce离子有利于形成中空结构,并提高了MnO₂电极的比电容。     

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。     

电子导电聚合物在电化学电容器中的应用

介绍了电子导电聚合物作为电化学电容器电极材料的发展和不同种类聚合物电容器的研究进展和发展前景，并将应用于电化学电容器的聚合物电极材料与其他类型的电极材料进行了性能、成本以及可行性等诸多方面的比较。为电化学电容器的研究与开发提供一定的参考。     

石墨烯/二氧化锰复合材料的制备与电化学性能

通过改性二氧化锰和氧化石墨烯片之间的静电自组装制备了层状的rGO/MnO2复合纳米材料。通过XRD分析材料的晶体结构,用扫描电镜观察材料的微观表面形貌。这种材料用来研究其电化学电容性能,结果表明这种纳米复合材料显示出很好的电容性能(在0.2 A/g的电流密度下可达246 F/g)。此外,在2 A/g的电流密度下循环1000次后容量保持率为91%。材料的性能提升是因为复合材料中二氧化锰纳米棒和石墨烯片层很好的贴合,而石墨烯片的加入也大大提高了材料的导电性。     

高导电三明治状MnO2/CNTs/MnO2介孔材料的制备及其赝电容性能

MnO₂具有低成本、无毒性、高天然丰度和优异的理论比电容等优点,被认为是一种极具前景的超级电容器(SC)电极材料。赝电容电极材料MnO₂仍然存在导电性差以及充放电过程中易剥落的问题。本文利用恒电流沉积的方法在硝酸预氧化处理的碳纸表面制备了一种MnO₂/CNTs/MnO₂复合电极材料。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氮吸附测试证明,所制备的复合材料具有一种三明治状的夹层结构,同时富含5 nm左右的介孔,介孔结构能够保证电解液离子的高效传输。采用三维立体的碳纸能够为MnO₂提供丰富的附着位点,而电沉积法合成的α-MnO₂生长在有效的导电位点上,具有蓬松多孔的形貌,在MnO₂发生膨胀/收缩过程中,这种海绵状形貌可以有效降低材料受到的膨胀应力。中间层碳纳米管(CNTs)相互搭接于内外两层MnO₂之间,作为一种导电中继,提高了复合材料的导电性。该复合材料具有优异的电化学性能：在0.1 A·g^-1的电流密度下,能够获得428.8 F·g^-1的可逆比电容,并在5 A·g^-1的高电流密度下仍能具有80%的电容保持率。同时,电极表现出优异的循环稳定性,在1 A·g^-1循环6000次之后比电容仅衰减5%。     

多孔淀粉基炭微球的制备及其在双电层电容器中的应用

通过简单的无机盐磷酸氢二铵催化稳定化、炭化及不同碱炭比KOH活化制备了高比表面积的多孔淀粉基炭微球材料。采用电子扫描显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）及N₂吸脱附测试对实验所制得的炭微球样品的形貌及孔结构进行了分析。结果表明：不同KOH碱炭比制备的多孔淀粉基炭微球材料具有较大的比表面积（﹥2 300 m²/g）,且均含有大量的大孔和微孔,在6 mol/L的 KOH电解液对称的双电层电容器中多孔淀粉炭材料表现出优异的电化学性能,在100 A/g的大电流密度下,炭微球电极材料具有最大的质量比电容高达248 F/g。     

MnO2/NaY复合材料的制备及其对SO2脱除性能

以NaY分子筛为载体，MnO₂为活性组分，采用沉淀法制备MnO₂/NaY复合脱硫材料；通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附脱附法（N₂-吸附脱附）、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TG）等手段进行材料的物理化学结构表征；使用容量法装置测试复合材料的脱硫性能；考察MnO₂不同负载量及不同反应温度对MnO₂/NaY复合材料脱硫性能的影响。结果表明：MnO₂/NaY复合材料的孔容越大，其脱硫性能越好；多孔珊瑚状MnO₂脱硫性能优于棒状MnO₂；随着MnO₂负载量及反应温度的增加，MnO₂/NaY的脱硫性能先增加后降低，MnO₂/NaY-41%在400℃时的脱硫性能最好，第1h脱硫量达到114.56mg {{}_{\mathrm{S}\mathrm{O}}}_{{}_2} /g_材料；500℃时复合材料脱硫性能下降，是由于脱硫反应过程中MnO₂分解生成Mn₃O₄；MnO₂/NaY比纯MnO₂拥有更好的脱硫性能，反应温度为300℃和400℃时，MnO₂/NaY-41%较纯MnO₂的第1h脱硫量分别提高28.3%和56.1%。MnO₂/NaY-41%复合材料在中低温下的高效脱硫性能有望应用于船舶尾气的深度脱硫。     

细菌纤维素/碳纳米管/MnO2复合超级电容器电极

基于细菌纤维素(BC)的三维多孔及柔性支架结构和碳纳米管(MWCNT)的优良导电性,构筑起BC/MWCNT自支撑导电基底。其中,二者通过氢键紧密结合,协同赋予复合基底优良的电导率和机械性能。然后将二氧化锰(MnO₂)电沉积在该基底上,构建了一种新型的BC/MWCNT/MnO₂薄膜电极。BC/MWCNT复合膜的多孔结构、电解质吸收特性及蜂窝状活性MnO₂纳米片的桥连结构,赋予其出色的电化学性能(在1 mA cm_-2^{的电流密度下},其面积比电容和质量比电容分别达到1.17 F cm_-2^和200 F g_-1⁾和显著的循环稳定性(在20 mA cm_-2^{的电流密度下进行}10000次循环后,其比电容保留率稳定在96%)。这种无粘合剂的薄膜电极制备简便且成本低廉,在开发柔性储能器件方面具有巨大潜力。关键词：细菌纤维素(BC);碳纳米管(MWCNT);二氧化锰(MnO₂);膜电极;电化学性能中图分类号：TQ630 文献标识码： A 文章编号：1003-5214 (2020) 01-0000-00     

Electrooxidation of Mn(II) to MnO2 on graphite fibre electrodes

Electrooxidation of Mn²⁺ to MnO₂ on carbon felt and carbon cloth electrodes (C-materials) in a weak sulfuric acid electrolyte was investigated using stationary and rotating electrodes. These materials exhibit better performance than more conventional materials such as lead. Scanning electron micrographs of the deposits show a uniform cylindrical growth of MnO₂ encapsulating the carbon fibres. The deposits spontaneously fracture following straight-lines indicating a fibrous microstructure. X-ray diffraction reveals a -MnO₂ structure for all deposits.     

纳米二氧化锰的制备及其应用研究

二氧化锰作为重要的过渡金属氧化物,由于其良好的氧化还原特性,在电池材料等很多领域中已经得到广泛应用。纳米二氧化锰由于其具有特殊的纳米效应特性在应用上得到了更大的扩展。文章在国内外最新研究文献的基础上论述了MnO2的结构、总结了纳米MnO2的多种制备方法,并对其应用研究进行了介绍。     

超临界流体干燥技术制备纳米二氧化锰

采用溶胶法和超临界流体干燥技术，在533K，7．6MPa的条件下，用超临界乙醇作为干燥剂制备纳米级二氧化锰，采用X射线衍射，透射电镜确定了二氧化锰粒子的行貌和粒径，结果表明，用超临界流体干燥技术可以得到颗粒细，大小均匀，抗团聚非常好的纳米粒子。     

电化学流体电容器的研究进展

能源和环境是21世纪的两大主要问题.规模化储能技术和器件的研发日趋重要.电化学储能系统因其能量密度高且对地理条件没有特殊要求而受到广泛关注.电化学流体电容器结合了液流电池能量高和超级电容器功率密度高的优点,是该类储能系统的重要代表.半固态流体电极是该类器件的核心,但其微观结构比较复杂,通常涉及流变学、界面化学和电化学等交叉学科,是当前研究的重点.该文综述了目前关于电化学流体电容器电极微结构设计、器件设计以及表征和测试方法等方面的研究进展,并讨论了今后研究的关键科学问题与重点研究方向.     

层状二氧化锰材料的制备及其电化学性能研究

以高锰酸钾和5-氨基四唑为原料,采用常压加热法,制备了层状二氧化锰材料。应用X-射线衍射和扫描电镜技术对所得材料的结构和形貌进行表征。结果表明,所得材料具有层状结构,为颗粒状;恒流充放电测试显示,制备材料具有较好的电化学性能,在50 mA/g的电流密度下,首次充电比容量为761 mAh/g,循环50圈后,容量保持率为50%。此外,制备材料具有良好的倍率性能。