正四棱柱状LiFePO4/Ag/RGO三元复合材料的制备

以乙二醇作溶剂,采用溶剂热法,调节不同pH,合成了不同形貌的磷酸铁锂(LiFePO_4)纳米材料。对其进行银(Ag)/氧化石墨烯(GO)的复合,制得正四棱柱状LiFePO_4/Ag/RGO三元复合材料,并对其进行了测试。结果表明,在不同pH条件下合成的LiFePO_4/Ag/RGO三元复合材料均为橄榄石晶型LiFePO_4,在pH=10,0.2C倍率放电条件下,LiFePO_4/Ag/RGO三元复合材料的放电比容量达到154.06mAh/g,1C条件下50次循环容量保持率在96%以上。     

LiFePO_4/聚噻吩复合材料的制备及电化学性能

通过化学原位聚合法成功制备了包覆良好的LiFePO4/聚噻吩(PTP)复合材料。采用傅里叶红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)分别对PTP与LiFePO4之间发生相互作用及包覆情况进行系统地研究。采用电化学阻抗谱及恒电流充放电法研究了复合材料的电化学性能。结果表明,当PTP含量为9.6%时,能在LiFePO4的表面形成均匀的包覆层,试样具有最佳的电化学性能,C/12倍率下首次放电容量为158.2mAh/g,具有优良的循环性能及倍率性能。     

共沉淀法制备ZnMn2O4/Ag/RGO复合物及其电化学性能研究

采用共沉淀法和高温煅烧结合的方式,制备出介孔棒状结构的锰酸锌(ZnMn_2O_4,简写为ZMO),其首次放电比容量为1423mAh/g。为进一步优化ZMO的电化学性能,通过改进传统方法制备了纳米银粒子,通过Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再利用盐平衡法,合成了Ag/GO复合物。基于共沉淀法,高温下GO被还原成还原氧化石墨烯(RGO),进而形成ZMO/Ag、ZMO/Ag/RGO复合物。纳米银粒子的添加提高了ZMO的电导率,改善了其倍率性能。GO的添加提高了ZMO的比容量且循环性能、倍率性能都有了不同程度的改善。Ag/GO复合物的添加,进一步提高了ZMO的比容量和电导率。ZMO/Ag/RGO复合物首次放电比容量高达1637mAh/g,在电流密度1000mA/g条件下,其平均放电比容量高达710mAh/g。     

水热法制备RGO/MnO_x复合材料及其电化学电容性能

通过控制水热反应原料中氧化石墨与氯化锰的比例、甲醇的添加量以及水热反应的温度,制备了不同反应条件下的RGO/Mn Ox复合材料。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电镜(FE-SEM)表征了样品的晶相结构、氧化石墨的不同含氧基团含量、锰的不同化学价态及其比例和微观形貌。利用电化学工作站测试了样品在三电极测试系统下的循环伏安曲线(cyclic voltammetry,CV)、计时电位曲线(chronopotentiometry)和交流阻抗图谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)。电化学测试表明,用1 mol/L Na2SO4作为电解液,电位范围为0~1V,充放电电流密度为1 A/g的条件下,样品的最佳比电容高达289.8 F/g,在充放电电流密度为20 A/g的条件下,比电容仍然有223.9 F/g,并且在充放电密度为5 A/g的的条件下充放电循环1 000次后样品的比电容仍然保持在初始比电容的84.5%。     

V2O5/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

采用层层自组装法制备了五氧化二钒/还原氧化石墨烯(V_2O_5/RGO)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对样品的结构及形貌进行了表征,采用三电极体系测试了V_2O_5/RGO复合材料的比电容量、循环稳定性、充放电性能。结果表明,所制备的V_2O_5/RGO复合材料呈层状结构,V_2O_5和RGO的层间距分别为1.2990nm和0.9019nm,较大的层间距有利于Li~+在纳米片间迁移;当V_2O_5与氧化石墨烯(GO)的投料比为2∶1时,在0.5mol/L的Li_2SO_4电解液中,复合材料的比容量为552.04F/g,经过500次循环后,比容量保持率为87.02%。     

氢气还原法制备LiFePO_4及其电化学性能的研究

在溶液中制备FePO_4·2H_2O前驱体,利用氢气还原法于650℃制得了锂离子电池正极材料LiFePO_4,并对其进行了包覆和掺杂.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电镜法(SEM)、循环伏安法(C-V)、交流阻抗法(EIS)及充放电测试对材料进行了结构表征和电化学性能测试.结果表明,该方法制得的材料具有单一的橄榄石结构,样品形貌规则、颗粒均匀.包覆碳和掺镁后,材料具有较低的阻抗及较高的首次放电比容量,LiFePO_4、LiFePO_4/C、LiMg_(0.01)Fe_(0.99)PO_4/C的首次放电比容量分别为125.09mA·h/g、139.17mA·h/g、146.97mA·h/g.     

Ni-BTC/RGO复合材料的制备及其电化学性能EI北大核心CSCD

为了制备价格低廉且比电容高、循环稳定性好的电容器材料,采用电化学法合成石墨烯基含镍金属有机骨架材料Ni-BTC/RGO,研究含镍金属有机骨架材料Ni-BTC的合成条件以及Ni-BTC/RGO的电化学性能。对不同条件下的系列Ni-BTC材料进行XRD分析,并对Ni-BTC,RGO和Ni-BTC/RGO进行SEM测试、循环伏安测试和恒电流充放电测试。结果表明:工作电压为6 V、反应时间为3 h、反应体系温度为35℃是Ni-BTC的最佳合成条件;Ni-BTC和RGO成功复合且RGO对Ni-BTC的结构并未产生影响;复合材料主要表现赝电容电化学行为。在0.5 A·g^(-1)电流密度下,Ni-BTC/RGO的比电容为468.72 F·g^(-1),功率密度为0.249 W·g^(-1);在1.0 A·g^(-1)电流密度下循环500周次以后,比电容保留率为50.08%。     

RGO/ABS/EPDM复合材料的制备及性能研究

采用改进的Hummer法合成氧化石墨烯(GO),将GO进行热还原得到还原氧化石墨烯(RGO),并通过直接熔融密炼法制备石墨烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/三元乙丙橡胶(RGO/ABS/EPDM)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、四探针法等分析手段对复合材料表面形貌、微观结构、导电性能和力学性能进行了表征。结果表明:RGO优先分散于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)中,且热还原得到的RGO有效地提高了复合材料的力学性能和导电性能; RGO添加量为2. 5%(wt,质量分数,下同)时,复合材料拉伸强度提高74. 8%,缺口冲击强度提高4. 6%; RGO添加量为1. 5%时,复合材料缺口冲击强度最大,提高19. 8%;随着RGO添加量的增加,复合材料电阻率逐渐下降,当RGO添加量达到2. 5%时,复合材料电阻率下降趋势变缓。     

碳芯结构LiFePO_4/C复合材料的表征及电化学性能

采用环氧树脂为碳源制备出碳芯结构LiFePO4/C复合材料.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和X光电子能谱等分别对复合材料的晶体结构、表面形貌及表面成分进行表征,采用恒电流充放电和电化学阻抗方法研究试样的电化学性能.实验结果表明:碳芯结构复合材料是由无定形碳线和纳米LiFePO4颗粒组成.碳芯结构LiFePO4/C复合材料在15mA/g的电流密度下,首次放电容量达到166mAh/g,当电流密度增加到750mA/g,放电容量高达131mAh/g,经过50次循环后,容量保持率高达99.2%.     

CoP/RGO复合材料的制备及结构性能研究

通过原位还原将金属钴(Co)粒子负载于氧化石墨烯(GO)合成钴/还原氧化石墨烯(RGO)(Co/RGO),在氩气保护条件下与次磷酸钠(NaH_2PO_2)混合加热反应制得磷化钴(CoP)/RGO(CoP/RGO)复合材料,并对样品进行了表征,在0. 5mol/L的硫酸溶液中采用线性扫描法测试了材料的电催化析氢性能。结果表明:负载于石墨烯上的CoP纳米颗粒形貌单一,晶格间距0. 24nm,Co和P的比例约1∶1,复合材料做成的电极其催化析氢过电位显著减小为116mV,经过500次循环后性能略有衰减,析氢过电位为130mV,性能衰减率为12%。与单一材料相比具有较高的催化活性,有效提高了电催化析氢性能。     

纳米LiFePO_4/石墨烯复合材料的制备与表征

以LiOH、H3PO4和FeSO4为原料,采用水热法合成了结晶良好的纳米LiFePO4材料。在此基础上,掺入少量还原石墨烯,水热合成LiFePO4/0.5%石墨烯复合材料。XRD、SEM等表征结果表明,LiFePO4/0.5%石墨烯复合材料具有典型橄榄石结构,添加少量石墨烯能进一步减小LiFePO4颗粒尺寸。恒流充放电和交流阻抗测试结果表明,掺入石墨烯能够改善LiFePO4颗粒之间以及LiFePO4颗粒与导电集流体的接触电导,这样减小锂离子嵌入过程的电荷转移电阻,从而改善高倍率充放电性能。此外,添加石墨烯后LiFePO4颗粒尺寸变小,锂离子扩散路径减小,有利于改善高倍率性能。     

新型喷雾干燥法制备LiFePO_4/C复合材料及其性能研究

通过新型喷雾干燥技术及热处理制备出具有球形二次形貌结构的纳米LiFePO4/C复合材料。首先合成了纳米FePO4颗粒(约20nm),并与Li2CO3和一定量的蔗糖均匀混合,对材料前驱体进行碳包覆,通过喷雾干燥获得了前驱体二次颗粒;经过热处理获得了由一次颗粒组成的二次颗粒。详细研究了碳含量对一次颗粒粒径及复合材料性能及形貌的影响,发现当LiFePO4/C复合材料中碳含量为5.3%(质量分数),样品拥有良好的形貌结构和最佳的性能,0.1,1和5C下的比容量分别为162,145和116mAh/g。     

可见光响应RGO/TiO_2复合材料制备及性能研究

以内蒙古兴和县天然石墨为前驱体,用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并以硫酸钛[Ti(SO4)2]为钛源,采用水热法制备了系列还原氧化石墨烯(RGO)/二氧化钛(TiO_2)复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR及UV-Vis等对样品进行测试,并以甲基橙溶液为目标污染物评价其可见光光催化性能。结果表明:制得的RGO/TiO_2复合材料中TiO_2均以锐钛矿型存在,颗粒尺寸7nm左右,光响应范围扩至可见区,具有较高的可见光光催化活性;当GO掺杂量为0.10g时制得的复合材料,在氙灯照射10min后对甲基橙的降解率可达88.41%,照射30min时的降解率可达到96%以上。     

水热法制备N-TiO_2/RGO复合材料及光催化性能研究

采用一步水热法制备氮掺杂负载石墨烯(RGO)的二氧化钛(TiO_2)复合光催化材料(N-TiO_2/RGO),对样品进行XRD、SEM、UV-Vis等表征并以甲基橙为目标降解物进行可见光光催化活性测试。结果表明:N-TiO_2/RGO比同条件下制得的N-TiO_2和TiO_2/RGO具有更好的可见光光催化性能,可见光下照射5h,对甲基橙的降解率可达到95%。     

NiO/CuO复合氧化物的制备及电化学性能研究

采用浸渍-水热沉淀法合成CuO掺杂Ni(OH)2前驱体,经300℃煅烧得NiO-CuO复合氧化物。利用FT-IR、XRD、SEM和恒流充放电分析测试复合材料的相结构、微观形貌和电化学性能。结果表明,当镍铜比为4∶1时,在5mA/cm2的电流密度下所得复合氧化物单电极比电容为822F/g,180次循环后衰减率仅为4.5%,循环可逆性能好。     

PPy/ZnO复合材料的电化学制备与性能研究

以草酸和十二烷基苯磺酸为电解质,利用电化学方法,基于不同的基底(如镍片、不锈钢网和碳布)制备了聚吡咯/氧化锌(PPy/ZnO)纳米复合材料,并对其进行了表征和性能分析。结果表明基于镍片的复合材料中,聚吡咯呈典型的菜花状结构,ZnO颗粒夹杂在聚吡咯颗粒中;而基于不锈钢网和碳布的复合材料中,聚吡咯呈不均匀的片状结构,ZnO颗粒夹杂在聚吡咯薄片之间,这可能与衬底的网状结构有关。研究还发现基于碳布的PPy/ZnO复合材料具有较好的电荷容纳能力,而基于镍片和不锈钢网的PPy/ZnO复合材料的氧化还原可逆性都较差,电化学交换反应比较困难,而且容纳电荷的能力也较弱。     

ZnO/CuO/CNTs复合材料的制备及性能

以醋酸锌、醋酸铜和纯化的碳纳米管(CNTs)为原料利用溶胶-凝胶法,制备氧化锌(ZnO)、氧化铜(CuO)和ZnO/CuO/CNTs光催化剂。通过紫外-可见漫反射(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)等对复合材料的结构、能带间隙以及光学性质进行表征。研究了ZnO/CuO/CNTs光催化剂在紫外光和太阳光的照射下降解甲基橙等染料的光催化降解情况。结果表明ZnO/CuO/CNTs的光催化活性明显高于ZnO/CuO,在可见光照射下光照3h后,降解率达到80%以上。     

掺杂对LiFePO_4电化学性能的影响

用水热法制备LiFe_(0.95)M_(0.05)PO_4(M=Mg,Ni,Co),研究了掺杂对材料电化学性能的影响.结果表明,液相Fe位掺杂合成的LiFe_(0.95)M_(0.05)PO_4具有纯相橄榄石结构、结晶良好、粒径均匀;Fe位掺杂可增强材料的可逆性和导电性,提高其1C倍率下的电化学容量和循环稳定性;LiFe_(0.95)Mg_(0.05)PO_4,LiFe_(0.95)Ni_(0.05)PO_4和LiFe_(0.95)Co_(0.05)PO_4三种材料的1C倍率首次放电比容量分别为133.1 mAh·g~(-1),128.4 mAh·g~(-1)和135.2 mAh·g~(-1);三种掺杂离子中Co~(2+)掺杂的效果最好,0.1C和1C倍率放电循环30次后的容量衰减率仅为5.7%和9.5%.     

碳前驱体对LiFePO_4/C复合材料的形貌及电化学性能的影响

采用葡萄糖、环氧树脂、酚醛树脂为碳源制备了LiFePO4/C复合材料。利用X射线衍射、扫描电镜等方法对复合材料进行研究。结果表明,葡萄糖获得了碳包覆复合材料,而环氧树脂、酚醛树脂则得到了碳芯结构复合材料。碳芯结构复合材料的电化学性能优于碳包覆复合材料,电流密度为15mA/g时,试样C、D的放电容量分别为165、167mAh/g;电流密度为600mA/g时,试样C、D的放电容量分别为139.4、145.5mAh/g,经过50循环后容量保持率分别高达99.2%、99.5%。