磺化石墨烯/多壁碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

通过冷冻干燥法制备了磺化石墨烯/多壁碳纳米管(简称碳纳米管)三维自支撑材料,并通过水热法成功在三维材料表面负载二氧化锰纳米颗粒。采用了具有良好导电性和水溶性的磺化石墨烯和碳纳米管作为二氧化锰的支撑基体,且所制备的材料呈现三维多孔结构,克服了传统二氧化锰材料导电性差等缺点。扫描电镜结果表明,石墨烯纳米片和碳纳米管相互支撑形成三维多孔结构;透射电镜结果表明,二氧化锰成功负载在石墨烯/碳纳米管材料之上;循环伏安测试表明,复合材料呈现良好的双电层电容特征;充放电测试结果表明,复合材料的具有优良的比电容。     

Charge-discharge process of MnO2 supercapacitor

Mechanochemical synthesis of α-MnO2 was carried out with KMnO4 and Mn（CH3COO）2 in 1：1 mole ratio. The electrochemical performance of MnO2 electrode was investigated by cyclic voltammograms and alternating current impedance. The charge-discharge process of MnO2 supercapacitor in 6 mol/L KOH was studied within 1.2 V at 200 mA/g, suggesting that it displays double-layer capacibility in low potential scope and pseudo-capacitance properties in high potential scope. It is found that Mn3O4, an electrochemical inert, mainly forms in the initial 40 charge-discharge cycles. During cycling, the pseudo-capacitance properties disappear and the discharge curves are close to ideal ones, indicating double-layer capability. The maximum capacitance of MnO2 electrode is as high as 416 F/g, and retains 240 F/g after 200 cycles. The equivalent series resistance increases from 17 to 41Ω.     

金属铜与二氧化锰同时浸出的动力学研究

研究了酸性硫酸盐体系中，用二氧化锰氧化浸出金属铜的动力学。结果表明，在实验条件下，金属铜与二氧化锰分别通过与Ｃｕ（Ⅱ）离子、ｃｕ（Ｉ）离子之间组成的腐蚀电偶反应溶解。金属铜与ｃｕ（Ⅱ）离子之间表面化学反应缓慢是浸出过程的控制步骤，过程符合动力学方程１－（１－α）１／３＝Ｋｔ，其表现活化能力５４．６ｋＪ／ｍｏｌ。     

微型可充锂锰电池正极材料的研究

微型可充锂锰电池具有很广阔的应用前景.讨论了微型可充锂锰电池所用正极材料的结构、合成方法、电化学性能.不同晶型的纯MnO2材料的可充性都比较差,对MnO2材料进行改性得到的复合二氧化锰(CDMO)可显著改善电池的循环性和稳定性.掺杂铋元素后所得到的CDMO可达到微型蓄电池的性能要求.     

Bi3+改善MnO2可充性的作用机理

γ MnO2和δ MnO2由于在充放电过程中生成尖晶石结构的电化学惰性物质而不具有可充性。掺杂了Bi3 化合物的MnO2的可充性则得到明显改善。Bi3 改善MnO2可充性的作用机理可能在于四个方面:支持晶格,使得质子(H )能够在晶格间自由流动;促进Mn3 中间产物的形成与沉积转化;Bi和Mn形成化合物以阻断形成尖晶石结构的3D聚合过程;对中间产物的吸附保护以阻止中间产物向尖晶石结构转化。     

MnO2对煤粉燃烧的助燃作用及机理

研究考察了添加ＭｎＯ２对不同种煤粉燃烧率的影响，并对ＭｎＯ２提高煤粉燃烧率的机理进行了理论分析和试验探讨。得出（１）煤粉燃烧率随ＭｎＯ２添加量的增加而显著上升：添加５％ＭｎＯ２可使无烟煤（挥发分８％）燃烧率提高１８％，使烟煤（挥发分３３％）提高８％；（２）ＭｎＯ２提高煤粉燃烧率的机理在于ＭｎＯ２受热分解释放出活性氧，加快了煤粉着火初期的火焰传播速度；（３）ＭｎＯ２与富氧技术并用可以进一步提高煤粉燃     

超级电容器用MnO_2基纳米复合材料的进展

介绍二氧化锰(MnO_2)的结构及储能机理,综述近年来MnO_2作为赝电容材料,通过不同材料改性,以提高电化学性能的研究进展。这些材料主要有碳材料、导电聚合物、金属和金属氧化物/硫化物等。展望由MnO_2基纳米复合材料构建的核壳结构的发展趋势。     

薄膜铝空气电池阴极复合催化剂性能研究

采用棒状alpha-MnO2作为阴极主催化剂,并掺杂La2O3和CeO2制成复合型催化剂,使用1 mm厚碱性凝胶聚合物电解质膜,组装成薄膜聚合物电解质铝空气电池。在0.5×10–3 A·cm–2电流密度下恒流放电考察不同阴极催化剂的性能,Mn-La和Mn-Ce型电化学性能均低于Mn-La-Ce型催化剂。随后的实验中,分别测试了薄膜铝空气电池在0.8×10–3和1.1×10–3 A·cm–2电流密度下的放电性能,并在1.1×10–3 A·cm–2电流密度下得到其容量密度为8.91×10–3 Ah·cm–2,能量密度为11.46×10–3 Wh·cm–2,以及功率密度为1.42×10–3 W·cm–2。     

Fenton技术中残余组分对COD测定的干扰和消除研究

Fenton试剂与水样中难降解有机物反应后,残余组分会对后续水样COD测定产生干扰。实验表明,Fenton试剂残余组分中H_2O_2对COD测定产生的干扰较大,其对水样COD测定产生的影响值与H_2O_2浓度成良好的线性关系,而残余组分Fe~(2+)对COD测定产生的干扰与H_2O_2相比,影响值较小,可忽略其影响。通过对比分析掩蔽剂法、催化分解法对H_2O_2干扰消除试验得出,掩蔽剂Na_2SO_3能够迅速的与H_2O_2发生反应,消除H_2O_2的干扰,但掩蔽剂Na_2SO_3也会对水样COD产生一定的干扰,测量结果偏差较大;MnO_2催化分解H_2O_2的效率较高,很好的消除H_2O_2的干扰,但MnO_2分解后水样COD测定值需乘以折减系数0.89,满足试验精度的要求;过氧化氢酶可以将H_2O_2完全分解,分解效率较高,干扰消除效果较好。     

水热法合成制备高纯β-MnO2

研究以KMnO4或过硫酸铵（NH4）2S2O8为氧化剂用水热合成法制备β-MnO2的过程。结果表明，转速在400～60．0r／min范围内，对晶型没有影响，反应时间在2～6h为宜，所得产物为100～200nm的棒状超细β-MnO2粉末，纯度太子99％。