涂覆载量对IrO2-CeO2-G/Ti电极组织结构和电容性能的影响

采用热分解法制备了新型IrO2-CeO2-G/Ti复合电极。采用SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段分别对不同IrO2含量的电极进行表征。采用循环伏安法、恒流充放电法和电化学阻抗谱法对电极的电化学行为进行研究。结果表明,IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2 的电极具有最大的比电容值459.5 F/g。在5mA/cm2电流密度下,经5000次充放电循环后IrO2涂覆载量为2.5mg/cm2电极比电容仍能保持97.8%。该种复合电极材料因其独特的元素组成和良好的赝电容性能,是一种理想的超级电容器电极材料。     

Ta含量对Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极电容性能影响

采用低温热分解法制备了Ti基IrO_2-Ta_2O_5氧化物涂层电极。通过X射线衍射(XRD),循环伏安曲线,交流阻抗谱,恒流充放电等测试方法分析了Ta含量对IrO_2-Ta_2O_5氧化物涂层组织结构及电容性能的影响。结果表明,Ta_2O_5可抑制IrO_2的晶化程度。随涂层中Ta含量增加,晶化度降低。当Ta含量为60 mol%时,IrO_2-Ta_2O_5电极的结晶度为6.4%,具有较小的电荷转移电阻和最高的比电容(239.2 F/g),比IrO_2电极比电容(54.1 F/g)提高了近4倍。     

退火温度对Ti/IrO_2-Ta_2O_5电极的结构和电容性能的影响

采用热分解法在Ti基体上制备了Ti/IrO_2-Ta_2O_5氧化物电极涂层。采用X射线衍射、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法对其组织结构和电化学性能之间的关系进行了详细研究。结果表明:温度低于350℃的电极以非晶态的形式存在,当温度为370℃时,金红石衍射峰出现,说明在350~370℃范围为电极的临界结晶温度区间。370℃下制备的电极具有最大的积分电量,电量损失率最小,比电容达到最大值,为239.2 F/g。随温度升高,电荷转移电阻R_(ct)总体呈下降趋势。     

IrO_2复合涂层电极的研究进展

IrO_2复合物具有优良的耐腐蚀、抗氧化特性和电化学特性,被应用于析氧催化与氧还原催化领域。本文综述了近几年来IrO_2复合涂层电极的研究进展,主要包括IrO_2晶体结构特点、IrO_2复合涂层电极制备方法以及复合涂层电极在析氧催化与氧还原催化领域的相关研究。     

Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料的电容性能

为了得到高比电容的电极材料,采用热分解法制备了不同温度下Ti/Ir0.4Sn0.6O2电极材料。运用X射线衍射(XRD)、差热分析、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)分别测试了该材料的晶体结构、表面形貌和电化学特性。结果表明:涂层的晶化温度高于360℃。320℃退火的电极表面有很多白色小颗粒析出,其活性氧化物较多。比电容受热处理影响较大,在280℃时电容值很小,可逆性低,320℃退火的电极比电容为454 F/g。该电极随着充放电循环次数的增加,比电容增加,经过9000次循环后,比电容才开始下降,经历10000次循环充放电后的比电容为493 F/g,比未经循环时还大10%。     

退火温度对IrO_2+ZrO_2涂层结构和电容性能的影响

采用热分解法在Ti基上被覆了IrO_2+ZrO_2氧化物涂层。通过XRD、SEM、EDX、XPS和循环伏安法等分析了退火温度对IrO_2-ZrO_2二元氧化物涂层的物相、表面形貌和电容性能的影响,引用非线性方程q~*(v)=A_1exp~(-v/t_1)+A_2exp~(-v/t_2)+y_0计算了涂层的内外活性点。结果表明:IrO_2-ZrO_2涂层的临界晶化温度为340~360℃,340℃退火的涂层物相为非晶结构,360℃退火,含有晶态和非晶态2种结构组织,其离子价态为Ir~(3+)、Ir~(4+)以及过饱和IrO_(2+x)(x0)。电容性能随着温度的升高呈先增大后减小变化,360℃退火的电极有最大的电容值,与其"非晶态/晶态"两相共存组织结构有关。涂层中质子迁移能力比电子导电能力对电容的影响要大,扫描速度对质子迁移的影响大于对电子导电的影响。     

掺Cr改性MnO2的制备及其电化学性能

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2.通过X射线衍射仪对其结构进行表征,结果表明:所得样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相,以纳米MnO2作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为95 F/g,掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到163 F/g.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2电化学性能的影响较大.当Mn与Cr的摩尔比为100:1时,材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高70%.表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2电极的电化学性能.     

水解沉淀法制备超级电容器SnO_2·XH_2O电极材料（英文）

采用水解沉淀法制备SnO_2·XH_2O电极材料。经过不同温度的焙烧,将得到的SnO_2·XH_2O电极材料用X射线粉末衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和热失重测试(TGA)进行分析。XRD测试表明,SnO_2·XH_2O电极材料为金红石结构。TEM证实了SnO _2·XH_2O的形貌。TGA表明,随着焙烧温度的升高,SnO _2·XH_2O含水量降低。通过循环伏安法,恒流充放电和循环寿命研究了Sn _2·XH_2O的电化学行为。CV测试表明,在200℃下焙烧的SnO _2·XH_2O电极材料在5 mV/s,0.5 mol/L H_2SO4中的比电容为36.1 F/g。经过_2000次循环后,比电容与首次循环的比电容相比减少了2%。这些结果表明用化学沉淀法制备的Sn O_2·XH_2O是超级电容器良好的候选材料。     

含石墨烯IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极性能改进研究

采用热分解的方法制备了不同含量石墨烯(graphene)的IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极(Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G),并运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)等分析手段和循环伏安(CV)、阳极极化及电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对阳极的微观结构和电化学性能进行研究。结果表明:Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G阳极表面凹凸不平,裂纹细而小,为析氧反应提供了更多的活性中心,电化学活性表面积增大,析氧电催化活性增强;加有不同量石墨烯的Ti/IrO_2-Ta_2O_5-G阳极的电化学性能有一定差别,其中加入0.4 g·L~(-1)石墨烯阳极的电化学性能提高最明显。     

Ti基IrO_2+Ta_2O_5梯度化涂层电极的制备及其电催化性能

以Ta_2O_5为底层,将不同摩尔比的Ir-Ta前驱体溶液依次涂敷在Ti基体表面,制备了一种Ti/IrO_2+Ta_2O_5梯度化涂层电极。通过扫面电子显微镜(SEM)、能谱测试仪(EDS)和X射线衍射测试仪(XRD)分别考察电极表面涂层的形貌、元素和物相组成,采用线性扫描伏安曲线(LSV)、恒电流极化曲线和强化寿命测试方法分别研究电极的析氧电催化活性和稳定性,考察底层厚度和梯度化活性层厚度配比对电极寿命的影响。结果表明:在相同的活性组分IrO_2担载量下,与采用传统方法制备的Ti/IrO_2+Ta_2O_5电极相比,Ti/IrO_2+Ta_2O_5梯度化涂层电极具有更优越的电催化活性和稳定性。     

Ti/IrO_2-SnO_2-CeO_2电极的电容特性

采用热分解法在360℃制备了Ti/IrO2-SnO2-xCeO2(摩尔分数)电极,通过X射线衍射(XRD)、交流阻抗(EIS)和循环稳定实验分析CeO2含量对Ti/IrO2-SnO2-xCeO2涂层组织、电容性能、频率响应特性和循环稳定性的影响。结果表明:CeO2可抑制IrO2-SnO2晶化,随CeO2含量的增加,IrO2-SnO2的晶化程度逐渐下降。含20%CeO2电极比电容可达505.7 F/g,是同频率下Ti/IrO2-SnO2电极的3倍。CeO2含量不超过20%时,对电极的传荷电阻Rct及弛豫时间常数τ影响较小。经历6000次循环后,10%CeO2电极电容增加了34.39%,20%CeO2电极电容增加了3.45%,显示电极优良的抗电容衰减能力。     

十二烷基硫酸钠对IrO_2-Ta_2O_5/SnO_2-Sb-MnO_2/Ti电极电催化性能的影响

采用涂刷-热分解法制备不同浓度阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的IrO_2-Ta_2O_5/SnO_2-Sb-MnO_2/Ti电极。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其微观形貌及物相组成进行分析;应用循环伏安、极化等测试手段,表征制备电极的电催化活性。结果表明,适量添加十二烷基硫酸钠能够改善IrO_2-Ta_2O_5/SnO_2-Sb-MnO_2/Ti电极的微观形貌,提高电催化活性。在本实验条件下,SDS最佳添加量是1.6 g/L,结晶化度高达99.83%。利用苯酚电催化降解实验和强化寿命测试进一步考察所制电极的电催化活性与稳定性,结果显示,在电流密度15 mA/cm~2条件下电解180 min,SDS的加入使苯酚去除率由原来的68.5%提高到79.2%,COD去除率由60.1%提高到67.5%,电催化性能得到提升,电极强化寿命由52 h延长至68 h。     

纳米多孔铜银/二氧化锰复合电极材料的制备及储能研究

以Cu-Zr-Ag非晶合金作为前驱体,利用快速凝固技术和脱合金相结合的方法制备纳米多孔铜银双金属(NP-CuAg),通过化学沉淀法使MnO₂在NP-CuAg上形核生长,成功制备出NP-CuAg和MnO₂的复合电极材料(NP-CuAg/MnO₂)。利用XRD、SEM分析材料的相组成及微观形貌,通过循环伏安法和恒流充放电法研究复合电极材料的电容特性。结果表明：兼具三维连续纳米孔洞结构及优异导电性的NP-CuAg作为依附载体可大幅度提高MnO₂颗粒的分散度和电极材料导电性,使其电化学性能得以充分发挥。复合电极材料的比电容值随着前驱体合金中银含量的增加而提高,前驱体合金中Ag含量为10 at.%时电容值可达392.86 F/g。封装成可反复充放电的纽扣型电化学储能器件,可成功对LED灯泡供电。     

B掺杂对NiO/Ni(OH)_2电极材料电容性能的影响

通过化学镀再电化学氧化的方法在铜片表面制备出带有微米微坑和微米微球的均一NiO/Ni(OH)_2和B掺杂的NiO/Ni(OH)_2(B)2种电极材料,采用扫描电镜/能谱(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的2种电极材料进行表征和电化学性能测试。SEM、XRD和XPS的测试结果表明,所制备的2种电极材料由Ni、NiO和Ni(OH)_2组成,并且NiO/Ni(OH)_2(B)中B的掺杂量可达14.6%(质量分数)。循环伏安测量和恒电流充放电试验表明,2种电极材料均具有较高的电化学活性和可逆性;在1A/g的充放电电流密度下,NiO/Ni(OH)_2和NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料经历10 000次充放电循环后分别给出了1380和1930 F/g的比电容,显示出较高的比电容特性和良好的电化学稳定性;电化学阻抗谱表明,NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料较NiO/Ni(OH)_2电化学反应电阻降低了约2个数量级;Ragone曲线揭示了所制备的2种电极材料具有较高的功率密度和较低的能量密度。B的掺杂使得NiO/Ni(OH)_2(B)电极材料表面氧化物含量增大并且形成微米微球形貌,增大了电极表面积以及与电解液的接触和润湿作用,降低了电极材料表面能带带隙能,从而导致电化学反应电阻较小和电导率提高,这是其显示优异赝电容性能的主要原因。     

烧结温度对热分解制备的RuO2电容性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、恒流充放电和电化学表面分析研究了热处理温度对Ti/RuO2电极结构和电容性能的影响。XRD分析结果表明,Ti/RuO2电极的晶化程度随制备温度的升高而逐渐提高;恒流充放电、功率-密度特性和电化学表面分析结果表明,电极的比电容随制备温度提高先增大后减小,在临界晶化温度附近300℃制备的Ti/RuO2电极拥有最高的比电容、能量密度和功率密度。     

电泳沉积耦合电化学还原法制备柔性石墨烯自支撑薄膜电极超级电容器(英文)

通过电泳沉积和电化学还原相耦合的方法制备柔性的石墨烯自支撑薄膜电极。首先,通过电沉积的方法在石墨基底上制备氧化石墨烯薄膜,然后通过对氧化石墨烯薄膜进行电化学还原,得到电容性能优异的石墨烯薄膜电极材料。通过SEM、XRD、FT-IR和电化学测试对石墨烯的表面形貌、结构和电容性能进行表征。结果表明:制备的石墨烯电容性能良好,在1 mol/L的硫酸电解液中,循环伏安扫速为10 mV/s时,比电容为254 F/g;当电流密度为83.3 A/g时,比电容能保持在132 F/g;最大功率密度可达39.1 kW/kg,能量密度为11.8 W·h/kg;充放电循环1000次后,电容能保持97.02%,表明该石墨烯薄膜电极材料具有优异的循环稳定性能。     

IrO2-SnO2涂层电极材料的电容性能研究

通过热分解法在Ti基体上制备了不同Sn含量的IrO2-SnO2涂层。采用循环伏安(CV),恒流充放电和透射电镜(TEM)等测试方法分析了涂层的电容性能和组织结构的关系。结果表明,所制备的IrO2-SnO2涂层电极的比电容随Sn含量的增加呈先增后减的变化,电极材料的可逆性和快速充放电性能逐渐得到改善。在Sn含量为70mol%时,有最大的比电容值485.07F/g。该涂层以非晶态结构为主,其中含有尺寸分布均匀,大小约1nm的微晶,增大了活性点的面积,比纯IrO2电极的比电容提高了7.5倍。     

稀土Ce掺杂Ti基IrMn复合涂层电极的制备与性能

采用溶胶凝胶法在400℃条件下制备不同Ce含量的Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极,并运用SEM、循环伏安、析氧极化曲线、交流阻抗实验分析Ce掺杂量对Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极的微观结构和电化学性能的影响。结果表明:各涂层表面都是由带有裂纹的低洼区和致密的高隆区组成,当涂层中Ce含量为10%时,可以明显改善涂层电极的表面形貌与结构,增加比表面积。在电化学性能方面,相比不含Ce的IrMn电极,适量CeO_2可以提高Ti/IrO_2+MnO_2+CeO_2电极的电催化性能,并在10%的Ce含量时,Ti/IrO_2+Mn O_2+CeO_2电极的电化学活性达到最大。     

VO_2/C-TiO_2纳米管复合阵列的制备及其超电容性能

在阳极氧化法制备有序TiO_2纳米管阵列(TiO_2 NTAs)的基础上,通过气氛保护退火实现碳改性处理(C-TiO_2NTAs),并进一步采用水浴沉积工艺可控制备VO_2/C-TiO_2纳米管复合阵列(VO_2/C-TiO_2 NTAs)。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(FESEM)和场发射透射电镜(TEM)对VO_2/C-TiO_2 NTAs的物相、成分和形貌进行表征,利用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)以及电化学阻抗谱(EIS)测试VO_2/C-TiO_2 NTAs的超电容性能。结果表明:在浓度为0.01 mol/L的VOSO4溶液中90℃沉积3 h,VO_2/C-TiO_2 NTAs的比电容最佳,当电流密度为1 A/g、比电容为316 F/g,且经过1000次恒电流循环充放电后,其电容保持率为82%。     

成分配比对RuO2-Ta2O5二元氧化物电容性能的影响

采用热分解法制备了不同Ru/Ta配比的Ti/RuO2-Ta2O5二元混合氧化物电极材料。采用X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)及恒流充放电测试分析了Ti/RuO2-Ta2O5电极的组织结构、伏安特性和恒流充放电性能。结果表明,随氧化钽含量的升高,RuO2-Ta2O5涂层的结晶程度逐渐下降,当Ta2O5含量≥70mol%时,RuO2-Ta2O5混合氧化物完全以非晶态结构存在。Ti/RuO2-Ta2O5电极的比电容随Ta2O5含量的增加呈现先增后减的变化趋势。在Ta2O5含量为70mol%时,电极具有较好的超电容性能,比电容达到621.2F·g-1。