聚苯胺修饰活性炭电极的电化学性能

有机体系下,采用循环伏安法(CV)在活性炭电极表面电聚合聚苯胺制备聚苯胺/活性炭复合电极,通过循环伏安、恒流充放电和电化学交流阻抗谱(EIS)测试了电极的电化学特性,结果表明,聚苯胺/活性炭复合电极具有良好的电容行为,在-1.0～1.5V参比极为Ag/AgCl,测试区间内具有较大的电化学容量,电极比电容高达276F·g-1,较活性炭电极的比电容92F·g-1有了很大提高.并且交流阻抗法测得活性炭电极的电荷转移电阻Rct为4.9Ω,而复合电极Rct仅2.4Ω.1000次充放电测试后,复合电极比电容仅衰减15.7%.由此表明,在有机体系下聚苯胺/活性炭复合电极是一种具有良好循环寿命和高比电容的复合电极材料.     

超级电容器RuO_2·nH_2O电极材料的热处理工艺

以RuCl_3·3H_2O水溶液为电沉积液,采用直流一示差脉冲组合电沉积技术制备超级电容器用钽基RuO_2·nH_2O薄膜阴极材料.借助扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪,研究RuO_2·nH_2O薄膜的微观形貌、物相结构、循环伏安和充放电性能.实验结果表明:RuCl_3H_2O先驱体经热处理后转变成RuO_2·nH_2O薄膜,呈不定形结构时能获得较大的比电容;随着热处理温度的升高,薄膜材料的附着力提高,RuO_2·nH_2O薄膜由不定形结构向晶体结构转变,随之薄膜的比电容下降;在300℃热处理的RuO_2·nH_2O薄膜电极材料,其比电容为466 F/g,薄膜与钽基体的附着力为11.3 MPa,薄膜的单位面积质量为2.5 mg/cm~2,1 000次充放电循环后比电容为循环前的93.1%.     

(NiO+CoO)/活性炭超级电容器电极材料的制备及其性能

以表面包覆7%Co(OH)2的球形Ni(OH)2为原料,在450℃热分解得到(NiO CoO)粉末,将其与活性炭(AC)按不同质量比混合均匀,得到超级电容器用(NiO CoO)/AC 复合电极材料.采用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法对样品进行物理性能测试,用循环伏安(CV)法研究不同配比的(NiO CoO)/AC复合电极在6mol/L KOH 电解液中的电化学性能,并对复合电极材料模拟电容器与活性炭模拟电容器进行恒流充放电测试.研究结果表明在6 mol/L KOH电解液中,当复合材料中的(NiO CoO)质量分数为6%时,所制备的单电极比电容量最大,为240 F/g,比纯活性炭电极的比电容(约160 F/g)提高50%;复合电极模拟电容器具有较好的可逆性和电化学性能.     

掺锂聚苯胺/活性炭超级电容器电极材料的制备及电性能

采用苯胺在改性活性炭表面原位聚合的方法,合成了掺锂的超级电容器用聚苯胺/活性炭复合电极材料.用扫描电镜（SEM）研究了掺杂前后该复合材料的形态.在6mol/LKOH溶液中,以Hg/HgO电极为参比电极对电极材料进行循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能的测试,考察了掺杂锂盐后作为超级电容器的电极材料的电极性能.结果表明,掺杂锂盐后的复合电极材料的比容量有很明显的提高,由未掺杂锂时的372F/g提高到466F/g。多次循环充放电后电容量的保留率也得到显著的提高。     

两种硫含量控制方法对锂硫电池性能的影响

采用高导电性碳材料和商业活性炭分别作为硫的载体,与单质硫混合后进行热处理制得SP/S和CAC/S硫碳复合材料,利用热重测试、循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试等分析方法,研究了正极中电极材料厚度、硫碳复合比例对电池电化学性能的影响.结果表明:适当增加电极材料厚度可以有效地改善Super-P材料电极综合电化学性能;通过改变硫碳复合比例,提高硫含量则对活性炭材料锂硫电池电极的性能提升有着显著的效果.其中,含硫量为63.60%的CAC/S正极材料首次放电比容量达到908.8 m Ah/g,活性物质利用率为54.2%,100圈循环后放电容量为594.1 m Ah/g,容量保持率达到65.4%.     

具有电容和脱嵌锂特性的锂离子电池复合负极材料性能

以中间相炭微球和活性炭为原料,采用物理混合的方法制备锂离子电池复合负极材料.用扫描电镜、X线衍射仪、恒电流充放电和循环伏安(CV)测试来表征材料的表面形貌、结构和电化学性能.研究结果表明:制备复合材料的中间相炭微球和活性炭混合均匀;复合材料首次放电和充电比容量分别为549和290 mA-h/g,当电压为0.25～3.00 V时,复合材料充电曲线斜率介于中间相炭微球和活性炭的充电曲线斜率之间,比容量为93 mA-h/g,显示复合负极材料同时具有脱嵌锂特性和双电层特性;循环30次后,复合材料的放电容量为240 mA-h/g;在充放电电流密度为4 A/g时,复合材料的电化学极化较中间相炭微球的极化显著降低,是一种具有发展前途的锂离子电池负极材料.     

超级电容器用活性炭电极的制备及电化学性能研究

以石油焦为原料,采用KOH活化法制备比表面积为2 170 m^2/g的高比表面积活性炭,采用该材料作为电极材料,组装成超级电容器,并对它进行了恒电流充放电实验、循环伏安实验和交流阻抗等实验,结果表明,制备的活性炭作电极材料组装的电容器具有良好的电化学性能.     

实用型电化学双电层电容器制备

将经过二次活化处理的活性炭材料制作的电极片组装成碳基电化学电容器. 通过恒电流充放电实验,表明其具有良好的电化学充放电性能--活性物质的比容量为173.2 F/g. 恒功率充放电实验证明该电容器在大功率充放电条件下活性物质的能量密度大于5.0 Wh/kg.电化学电容器与镍氢电池组成的复合电源系统具有优良的脉冲充放电特性,脉冲性能与镍氢电池相比有明显的提高,可以应用于GSM, CDMA移动通讯系统.初步探讨了高电压型电容器的制备工艺,并组装了具有10 V工作电压的实用型电容器.     

电化学合成γ-MnO2/PANI复合材料及性能研究

用超声波法合成γ相二氧化锰(γ-MnO2),然后通过循环伏安法在γ-MnO2颗粒表面电聚合聚苯胺(PANI),合成PANI/MnO2复合电极. 应用恒流充放电方法测试样品的电化学性能,结果表明γ-MnO2电极材料在电流密度500 mA/g时,比电容为210 F/g,而复合材料电极比电容为500 F/g,相比γ-MnO2电极材料提高了1.38倍.     

纳米叶状聚苯胺超级电容器

纳米导电聚苯胺(PANI),作为超级电容器的电极材料,有着广阔的应用前景.采用三电极体系下的恒定电流法,通过多步电化学聚合获得以导电玻璃(ITO)为基底的纳米结构导电聚苯胺薄膜.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜进行形貌表征.由于电极材料的纳米结构,材料的比电容在电流密度为1 A/g及10 A/g下分别为829 F/g及667 F/g.以20 A/g的电流密度对电极进行500次的恒定电流充放电测试,电极的比电容下降为95.1%,显示了较好的循环稳定性.     

催化剂载体对催化臭氧化活性的影响

为了制备高效稳定的催化臭氧氧化催化剂,研究了不同载体负载Ru催化剂催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效果。结果表明:以Ru作为活性组分时,不适合采用SiO2载体;以Al2O3为载体的RuO2/Al2O3催化剂对有机物的吸附较少,催化作用明显,但是氧化过程中会产生铝溶出的问题;而以活性炭为载体的Ru/AC催化剂对有机物吸附能力较强,催化作用明显,具有很好的稳定性和较长的使用寿命,且催化过程中没有金属溶出的问题,是一种非常有潜力的催化臭氧氧化催化剂。     

催化剂载体对催化臭氧氧化活性的影响

为了制备高效稳定的催化臭氧氧化催化剂,研究了不同载体负载Ru催化剂催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的效果。结果表明:以Ru作为活性组分时,不适合采用SiO2载体;以Al2O3为载体的RuO2/Al2O3催化剂对有机物的吸附较少,催化作用明显,但是氧化过程中会产生铝溶出的问题;而以活性炭为载体的Ru/AC催化剂对有机物吸附能力较强,催化作用明显,具有很好的稳定性和较长的使用寿命,且催化过程中没有金属溶出的问题,是一种非常有潜力的催化臭氧氧化催化剂。     

新型NjCo2O4电极析氧反应机理

在贱金属铁基上表面化学镀Ni Co P ,然后通过化学复合镀制得Ni Co P Al2 O3中间层 ,复合镀层用 5mol·L- 1NaOH溶液浸出 ,可制得新型Ni Co P微孔活性中间层 ,在中间层上再涂覆匹配性较好的NiCo2 O4表面活性层 ,该活性层是由一定Ni(NO3) 2 和Co(NO3) 2 的量配比通过高温热解而成 .为考察该电极在碱性溶液的析氧反应机理 ,通过恒电位阶跃实验I～t曲线求出了不同时间下的电量Q ,由Q对t1 / 2 作图得Q t1 / 2 曲线 .结果证明 ,Q t1 / 2 曲线为不通过坐标原点的直线 ,说明该析氧电极反应为典型的不可逆反应 .通过对析氧电极反应假想模型进行动力学推算及实验 ,初步确定了电极反应的速度控制步骤 .     

Electronic connection to the interior of a mesoporous insulator with nanowires of crystalline RuO2

Highly porous materials such as mesoporous oxides are of technological interest for catalytic, sensing and remediation applications: the mesopores (of size 2-50 nm) permit ingress by molecules and guests that are physically excluded from microporous materials. Connecting the interior of porous materials with a nanoscale or 'molecular' wire would allow the direct electronic control (and monitoring) of chemical reactions and the creation of nanostructures for high-density electronic materials. The challenge is to create an electronic pathway (that is, a wire) within a mesoporous platform without greatly occluding its free volume and reactive surface area. Here we report the synthesis of an electronically conductive mesoporous composite--by the cryogenic decomposition of RuO4--on the nanoscale network of a partially densified silica aerogel. The composite consists of a three-dimensional web of interconnected (approximately 4-nm in diameter) crystallites of RuO2, supported conformally on the nanoscopic silica network. The resulting monolithic (RuO2//SiO2) composite retains the free volume of the aerogel and exhibits pure electronic conductivity. In addition to acting as a wired mesoporous platform, the RuO2-wired silica aerogel behaves as a porous catalytic electrode for the oxidation of chloride to molecular chlorine.     

酸性氧化电位水涂层钛阳极的制备与性能

以RuO2-SnO2-TiO2为金属氧化物涂层,通过电极性能表征对涂层配方进行研究,分析Ru对酸性氧化电位水涂层钛阳极性能的影响,探索烧结温度和热处理时间对涂层晶粒大小及表面形貌的影响.试验结果表明,Ru是阳极具备电催化活性的主要组分,对涂层表面几何结构的形成、析氯反应催化活性的增强及电极寿命的提高,均起着主要作用.Ru的摩尔分数小于30%时,未出现单质金属钌和锐钛矿相TiO2,涂层晶型呈理想的金红石晶型;Ru的摩尔分数为25%时,电极涂层的强化寿命最长.综合考虑涂层阳极的性能与成本,Ru的最佳摩尔分数为25%.烧结温度对涂层晶粒大小及表面形貌影响显著,温度过低,涂层晶粒发育不完全;温度过高,涂层开裂且晶粒明显长大.     

二氧化钌电极的XPS研究

XPS分析表明在RuO_2 在O(a),OH(a) H_2O(a),Ols529.5,531.0, 532.0 cV.RuO_2提出了Ru_2O_3氧化生成的RuO_4 解析氧的反     

RuO_2电极的SEM和AFS研究

通过对 RuO_2电极在不同烧结温度和电解时间条件下表面形貌的观察与 AES分析,推断出RuO_2 电极的活性中心是氧结构空位,在电极表面凸处氧结构空位较多;随着电解的进行,电极活性降低,氧结构空位减少,但在凸处的比在凹处的减少较多,故认为反应点较多地集中在表面凸处。     

Ti／MnOx型阳极的中间层研究

本文研制了一种Ti/SnO_2 RuO_2 MnOx/MnOx电极,用SEM观察了表面形貌,通过EDS确定了电极表面元素相对含量,该电极在20％硫酸中电流密度（i=40KA/m~2）下的寿命达三十四小时,并初步探讨了其电极失活机理。     

石墨烯-钴-聚吡咯复合电极改善藻菌微生物燃料电池性能的研究

通过恒电位法一步将氧化石墨烯、过渡金属Co和聚吡咯（PPy）三者共固定于碳毡电极表面,制备了复合膜电极,采用循环伏安法、交流阻抗对复合电极进行了电化学测试,并将其用作微生物燃料电池（MFC）的阳极和阴极,考察了其对MFC产电性能的改善作用. 结果表明:碳毡电极表面经修饰后,在三者协同作用下碳毡电极的电容显著增大. 这种修饰有效增加了电极比表面积和导电性能,减小了电荷传递阻抗,提高了电极的电子传递效率. 同时,该电极具有良好的生物相容性及稳定性,使藻菌MFC产电功率增大了3.1倍,且内阻减小了76%.     

电化学合成重铬酸钾阳极的制备和电催化性能

针对电化学合成重铬酸钾绿色新技术,采用涂层自组装方法制备了钛基铱氧化物中间层钌铱钛氧化物复合电极(Ti/IrO_2/RuO_2-IrO_2-TiO_2).利用扫描电镜、X射线衍射分析了电极的微观结构和表面形貌,并采用循环伏安法研究了电极的电催化性能.结果表明,电极表面RuO_2-IrO_2-TiO_2柱状结晶规则均匀,并有明显空隙.电极在阳极液中析氧过电位较低,并具有稳定的较高的电催化活性.