二氧化锰/生物碳电极材料的制备及电容性能研究

为提高超级电容器的电化学性能,利用木屑在氮气气氛下碳化后制得具有碳微米管结构的生物碳,进而采用电沉积法在生物碳上沉积二氧化锰.中空多孔的碳结构具有更多的活性点位和离子传输途径,为离子的存储和运输提供了便利.所制备的MnO2/C复合材料用作超级电容器电极,在1 A/g的电流密度下,比电容达到800.3 F/g,该MnO2...     

聚苯胺/硒化镍复合材料的制备及电化学性能研究

为研究不同电极材料的复合对其电容性能的改善作用,文中在以氯化镍和硒粉为原料制备硒化镍(NiSe)纳米颗粒上原位聚合生长聚苯胺(PANI),形成聚苯胺包覆硒化镍的聚苯胺/硒化镍(PANI/NiSe2)纳米复合材料.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见光光谱分析等对复合材料进行形貌表征.结果表明:包覆后的NiSe2...     

酸处理对二氧化锰电化学性能的影响

以KMnO4和MnSO4为原料,采用化学沉淀法制备二氧化锰。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对二氧化锰的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法测试了二氧化锰的电化学性能。结果表明:经酸处理后,二氧化锰为-αMnO2和-γMnO2的混合晶相,且酸处理后二氧化锰的晶化程度、电极比容量和循环稳定性能均有不同程度的增加,电极比容量由处理前的272.7 F.g-1提高到酸处理后的292.6 F.g-1,电极经250次循环,未处理的电极容量衰减8.7%,而酸处理的电极容量仅衰减3.9%。     

聚苯胺/碳纳米纤维超级电容器电极材料的制备及其性能

采用化学氧化原位聚合法制备聚苯胺纳米棒(PANI)、PANI和氮掺杂碳纳米纤维(NCNFs)的复合材料(PANI/NCNFs)。扫描电镜(SEM)结果表明, PANI纳米棒均匀生长在NCNFs的表面,制备的复合材料直径约为150～200 nm。恒流充放电结果表明,当放电电流密度为0.2 A/g时, PANI/NCNFs-1、PANI/NCNFs-2和PANI/NCNFs-3(苯胺浓度分别为0.256、0.337、0.160 mol/L制备)可以获得877、693和563 F/g的比电容。PANI/NCNFs复合材料具有优异的比电容和倍率性能,该材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶的制备与性能

为了拓展石墨烯凝胶在超级电容器方面的应用,采用氨水与水合肼作为掺杂剂和还原剂,通过与氧化石墨烯的水热反应制备了氮掺杂石墨烯凝胶,并进一步运用原位聚合的方法在氮掺杂石墨烯凝胶上负载聚苯胺,得到氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶. 利用X射线衍射、扫描电子显微镜对产物的结构和微观形貌进行表征,采用循环伏安、恒电流充放电等方法测试其电化学性能. 结果表明,氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶与纯氮掺杂石墨烯凝胶相比,电化学性能有显著的提高. 当扫描速率为10 mV/s时,复合凝胶的比电容约为500 F/g;在恒电流充放电实验中,当电流密度增加到10 A/g时,复合凝胶的比电容仍然保持在约400 F/g. 当循环伏安扫描1 000圈后,比电容的保持率达到80%. 这些表明氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶拥有突出的电化学性能,也表明了氮掺杂石墨烯/聚苯胺在超级电容器方面将会有很好的应用前景.     

聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

聚苯胺纳米纤维的界面聚合法合成及电化学电容行为

利用盐酸和四氯化碳的水／油两相界面，通过界面聚合法合成具有良好纳米纤维结构的聚苯胺，用这种聚苯胺纳米纤维为活性物质制备电极，以1mol／LH2SO4水溶液为电解液组装超级电容器，通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等技术研究其电化学电容行为。研究结果表明，合成的聚苯胺的直径为50～100nm，长度为500nm至几微米不等，且纤维之间相互交织缠绕，形成网状形貌；聚苯胺纳米纤维电极材料的功率特性与循环性能优于用传统化学氧化法合成的颗粒状聚苯胺材料的性能，在5mA放电电流下，其比电容可达317F／g，20mA放电电流下比电容仍维持300F／g左右，500次循环容量衰减在4％以内。     

氧化石墨烯/聚苯胺纳米线复合材料的制备及电化学电容性能研究

采用化学法在氧化石墨烯(GO)表面垂直生长出聚苯胺(PANI)纳米线阵列。利用SEM、FT-IR、Raman对所制备的GO/PANI复合材料的形貌及结构进行表征。该复合材料的电化学电容性能通过循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电进行表征。研究结果表明:在0.2A/g的电流密度下,GO/PANI电极首次充放电比电容可高达469F/g,高于纯PANI电极的452F/g,复合材料的电荷传递电阻为1Ω·cm2。同时,GO/PANI的循环稳定性及倍率特性得到极大的增强。     

超级电容器PANI/MnO2 复合材料电极的制备及性能研究

通过回收废旧三元锂电池正极材料中的Mn 制备超级电容器PANI/MnO₂ 复合电极材料, 实现废旧材料的资源化, 符合绿色化学的发展要求。主要探索了两种不同氧化剂(KMnO₄ 和APS) 对PANI/MnO₂ 复合材料形貌和电化学性能的影响, 由实验结果可知, 在KMnO₄ 氧化条件下制备的具有空隙的针棒状复合材料PANI/MnO₂ -1 的电化学性能明显略优。PANI/MnO₂ -1 作为电极时的比电容可达2 183 F/g, 充放电100 圈后比电容仍具有初始值的60.81%, 循环稳定性较好, 是一种性质优良的超级电容器电极材料。结果表明实验设计的废旧三元锂电池回收再利用方法切实可行, 为超级电容器PANI/MnO₂ 复合材料电极的制备提供了新的研究思路。     

碳化鸡蛋膜/碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备与性能

以天然鸡蛋膜（ESM）为基底,制备了一种具有良好电容性能的碳化鸡蛋膜/碳纳米管（CNTs）/二氧化锰（MnO₂）（cESM/CNTs/MnO₂）复合材料电极。首先将CNTs吸附到ESM上,通过碳化得到cESM/CNTs,再将其与高锰酸钾（KMnO₄）通过氧化还原反应,在cESM/CNTs上生成MnO₂纳米颗粒,最终得到cESM/CNTs/MnO₂复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜表征复合材料的微观形貌与结构,通过循环伏安法和计时电位法测试了cESM/CNTs与KMnO₄的质量比不同时制备得到的cESM/CNTs/MnO₂复合材料的电化学性能。实验结果表明:在当cESM/CNTs与KMnO₄的质量比为1∶4时,cESM/CNTs/MnO₂复合材料展现出优异的电容性能,并且在扫描1 000圈后,复合材料的容量保持率高达93.4%。     

超声辐照制备聚苯胺/碳纳米管复合微管

利用超声空化产生的强烈粉碎、分散等作用,在实现碳纳米管(CNTs)纳米分散的同时通过化学氧化法聚合单体苯胺,制备了聚苯胺(PANI)包覆CNTs结构的复合微管。用苯胺浸润CNTs解决了CNTs难于分散在HCl溶液中的问题。通过调节单体苯胺和CNTs的用量比调控PANI/CNTs复合微管的管径。XPS测试表明CNTs不影响PANI的掺杂度,但有利于稳定PANI的醌环结构。CNTs的加入提高了PANI的电性能,CNTs含量为12.82％时,PANI/CNTs复合材料比纯PANI的电导率高9.5倍。     

碳/纳米TiO2复合材料的制备与表征

采用以N-二甲基甲酰胺(DMF)为分散剂的TiO2溶胶与聚丙烯腈(PAN)的DMF溶液共混并在聚四氟乙烯模具中浇铸成膜,然后将膜进行预氧化和碳化,制备了碳/纳米TiO2复合催化材料并对其结构进行了表征.结果表明,锐钛型TiO2粒子以10～30 nm的尺度均匀分散和镶嵌在具有乱层石墨结构的碳基底中.随着PAN基中TiO2含量的增加,复合膜表面的TiO2含量增加,但低于其内部含量,同时TiO2的晶粒发生聚并,粒子尺寸增加.乱层石墨结构碳的存在对TiO2由锐钛型转变为金红石型的相变过程有抑制作用.     

化学改性二氧化锰的循环伏安特性

采用化学法制备改性二氧化锰,并对其进行了化学分析以及循环伏安扫描研究,结果表明:深度放电及浅度放电度表现出良好的可允性.掺铋改性二氧化锰将二电子放电反应提前进行,掺铋、镍改性化锰则将二电子放电子放电反应推至低电位进行.氧化还原过程中没有不可逆产物生成.     

电解法促进橄榄石固定二氧化碳的研究

介绍了一种采用电解法促进橄榄石固定二氧化碳的新方法.该法采用电解NaCl溶液制取NaOH与HCl,HCl浸取橄榄石中的镁生成含镁离子溶液,用NaOH吸收模拟烟气中的CO2,形成含NaHCO3的溶液,在一定条件下将两种溶液混合可以形成MgCO3沉淀.对粒度、溶解温度、酸液浓度等影响橄榄石固定二氧化碳的因素进行了研究.结果表明:电解法可以有效促进橄榄石固定二氧化碳,随橄榄石粒度的减小,其溶解性逐渐增大,当粒度减小到110μm以下时,其溶解性变化不大,最佳的粒度为小于110μm.当溶解温度升高时,橄榄石中镁的溶解度先增大后减小,在90℃时溶解效率最高;随酸度的增加其溶解效率逐渐增加.