一种新的钛基MnO2电极的制备及其电容特性

基于赝电容的MnO2薄膜有可能替代RuO2而成为超级电容器的电极材料.以金属钛片为基体,在Mn(CH3COO)2溶液中,采用电沉积法制备了以钛为基体的MnO2电极(MnO2/Ti),探索了不同沉积电位、扫描速度、电解液种类以及电解液浓度对MnO2/Ti电极电化学电容的影响.结果表明,沉积电位为0.5 V的MnO2/Ti,在2 mol/L Na2SO4溶液中,扫描速度10 mV/s的条件下,比电容值是393.2 A/g.图7,表3,参14.     

二氧化钌/活性炭复合电极的制备及性能

为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料,采用涂覆热分解法,以RuCl3·2H2O为前躯体,制备二氧化钌/活性炭复合电极材料.借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段,观察复合薄膜电极材料的表面形貌,分析不同涂覆量的二氧化钌/活性炭复合薄膜电极的性能.研究结果表明:二氧化钌/活性炭复合电极材料具有良好的电化学稳定性,涂覆热分解最佳涂覆数为4次,复合薄膜的比表面积为321.4 m2/g,附着力为11.4 MPa;在H2s04溶液浓度为0.5 mol/L、扫描速率20 mV/s条件下,复合电极材料的比电容为422 F/g,内阻为0.33 Ω;经300次充放电后,电容量持续为98.8%.     

利用Ti-IrO2阳极在硝酸盐介质中电沉积MnO2

利用X射线衍射和电化学工作站表征了钛基二氧化铱(Ti-IrO2)电极的相结构及电化学性能,确定了将其作为阳极在硝酸盐介质中电沉积MnO2的最佳条件,并对所得电解MnO2进行了质量分析.研究结果表明:Ti-IrO2电极在抗钝化性能和电催化活性方面都好于Ti电极,更有利于MnO2的沉积;当电沉积条件为Mn2+浓度06mol/L、HNO3浓度03mol/L、电解温度90℃、电流密度60A/m2时,MnO2的电流效率为9956%,电耗为5809kW·h/t,所得到的MnO2纯度符合电池工业电解MnO2的标准,其晶型为γ型.     

锰在铅电极上的欠电位沉积研究

采用电化学循环伏安法、线性电位扫描法研究了锰在铅电极上的欠电位沉积(UPD)。结果表明,用铅电极做研究电极时,当MnCl2的浓度为0.02mol/L,NH4Cl的浓度为0.1mol/L,pH=4.9,起扫电位为-1.2V,终止电位为-1.6V,扫描速度为50mv/s时,可以观察到明显的锰欠电位沉积现象;氯离子在锰的欠电位沉积过程中起着重要的作用。     

三溴苯酚磷酸酯化学修饰电极测定黄嘌呤含量的研究

采用吸附法将三溴苯酚磷酸酯修饰于玻碳电极表面,以微分脉冲伏安法对黄嘌呤含量进行定量测定.在pH=9的氨性底液中,峰电流较裸电极电流提高一倍.在扫描速率为2 mV/s~12 mV/s时,峰电流与黄嘌呤的浓度间呈线性关系,线性范围是5×10-6mol/L~3×10-4mol/L,检出限为1×10-7mol/L.     

邻氨基酚-邻苯二胺共聚物/PVC膜电极直接电位法测定高酸度

以邻氨基酚和邻苯二胺为聚合物前体,过硫酸铵为引发剂,在中性介质、100℃恒温条件下回流8h,化学聚合法合成了邻氨基酚-邻苯二胺共聚物,利用红外光谱表征了其结构.以该共聚物为高酸度敏感物、PVC为成膜材料制成对溶液酸度有特效响应的高酸度离子选择电极,采用直接电位法研究了该电极对不同浓度的HCl及H2SO4的电位响应,结果表明:对HCl在1.00～7.00mol/L、对H2SO4在1.00～10.00mol/L浓度范围内,电位与浓度分别呈线性关系,线性回归方程分别为E(mV)=21.3cHCl(mol/L)-88.4(r=0.999)和E(mV)=32.3cH2SO4(mol/L)-105(r=0.999).高酸度环境中常见离子不干扰酸度测定,将本方法应用于模拟稀土离子提取生产工艺参数的监控,平均值的相对误差为-1%(n=5),相对标准偏差为2.0%.该电极制备简单,使用方便,5～10s内快速响应,为研制高酸体系在线实时监测电化学传感器奠定了基础.     

磺胺嘧啶选择电极的制备及其性能研究

利用四苯硼钠与磺胺嘧啶生成活性物质制备了一种磺胺嘧啶选择电极,对浓度为1.0×10^-2～5.0×10^-7mol/L的磺胺嘧啶标准溶液研究了电极的响应性能,其Nernst响应的线性范围为1.0×10^-3～5.0×10^-6mol/L,斜率为57.1mV/pc,电极的检测下限为3.5×10^-6mol/L。该磺胺嘧啶选择电极的静态响应时间小于30s。同时,磺胺嘧啶选择电极具有良好的稳定性和重现性。     

碳纳米管修饰碳糊电极吸附溶出伏安法测定铜

制备了羧基化碳纳米管修饰碳糊电极（MWCNT/CPE）,并研究了Cu（Ⅱ）-SPAPT络合物在该电极上的吸附伏安行为,建立了一种测定痕量铜的新方法。采用二阶导数线性扫描溶出伏安法进行分析。结果表明：在0.1 mol/L的HAc-NaAc（pH=4.0）中,于-400 mV处搅拌富集一定时间,从-400~600 mV范围内以250 mV/s的扫描速度线性扫描,络合物吸附在MWCNT/CPE表面,于66 mV（vs.SCE）处产生一灵敏的阳极溶出峰,其峰电流与Cu（Ⅱ）浓度在4×10-11mol/L-8×10-9mol/L和8×10-9mol/L-1×10-7mol/L范围内分两段呈良好的线性关系,检出限（S/N=3）为2.2×10-11mol/L（富集时间240 s）。同时,探讨了电极反应机理。该方法操作简便、灵敏度高,应用于人发中铜含量的测定,结果满意。     

中性溶液中过氧化氢的检测

制备了醋酸纤维素(CA)/普鲁士蓝(PB)复合膜修饰玻碳电极(CA/PB/GCE),用于过氧化氢(H2O2)检测.该修饰电极在中性缓冲液中对H2O2表现出良好的催化响应.0.05mol/L的PBS缓冲液中(pH7.0,0.1mol/LKCl作为支持电解质),在-0.2V的恒定电势下,使用该修饰电极采用时间电流法测定不同浓度的H2O2,在1.0×10-5～2.5×10-4mol/L的浓度范围内,响应电流和H2O2浓度间呈现出良好的线性关系,线性相关系数0.9994,检出限达2.2×10-6mol/L(信噪比为3),灵敏度为190mA·L·cm-2·mol-1.此外,该电极还表现出良好的操作稳定性.     

聚苯胺修饰玻碳电极上肾上腺素的电催化氧化

利用循环伏安扫描法将苯胺修饰在玻碳电极表面,形成一层聚合物膜,制成聚苯胺修饰电极.电聚合的最佳条件为:循环扫描上限电位0.95 V、下限电位-0.2 V、掺杂质子酸为盐酸,其浓度为2.0 mol/L、苯胺单体的浓度0.5 mol/L、扫速50 mV/s.该修饰电极对肾上腺素有较好的电催化氧化效果,并提出电化学测试分析儿茶酚胺类化合物的可能性.同时分析和比较了聚苯胺膜对肾上腺素和邻苯二酚电催化氧化的区别.     

纳米层状二氧化锰的制备及电化学性能研究

以KMnO₄、NaOH和MnCl₂为原料,在室温下采用液相氧化还原法制备了层状二氧化锰电极材料.分别采用X-射线衍射、扫描电子显微镜和N₂吸附-脱附等方法对材料试样的晶型结构、表观形貌和比表面积等物理性能进行了表征; 采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了材料试样的电化学性能.研究结果表明:所制备的层状二氧化锰为纳米材料,比表面积为89 m·g,在0.5 mol·LLi₂SO₄水系电解液中比电容为96.7 F·g,等效串联电阻为1 Ω,漏电流为0.24 mA,800次循环前后具有良好的循环稳定可逆性.     

Preparation and electrochemical performance of double perovskite La<Subscript>2</Subscript>CoMnO<Subscript>6</Subscript> nanofibers

Through electrospinning, La₂CoMnO₆ nanofibers were prepared from a polyvinylpyrrolidone/lanthanum nitrate–cobalt acetate–manganese acetate (PVP/LCM) precursor and were used as electrode materials. The morphologies and structures of the samples were characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) specific surface area analysis. The results show that the prepared La₂CoMnO₆ nanofibers are stable, one-dimensional structures formed from interconnected La₂CoMnO₆ nanoparticles with a diamond-like crystal structure. The specific surface area of the fibers is 79.407 m2·g-1. Electrochemical performance tests with a three-electrode system reveal the specific capacitance of the La₂CoMnO₆ nanofibers as 109.7 F·g-1 at a current density of 0.5 A·g-1. After 1000 charge-discharge cycles at a current density of 1 A·g-1, the specific capacitance maintains 90.9% of its initial value, demonstrating a promising performance of the constraint capacitance and good cyclic stability.     

由碳还原KMnO4制备氧化锰/碳超级电容材料

以碳粉为还原剂，在酸性条件下与KMnO₄反应制备了粉末状氧化锰/碳复合材料，研究了碳还原剂种类（活性炭、石墨化中间相碳微球和膨胀石墨）以及镍、钴、铒离子对制备的氧化锰/碳粉末结构及电化学性能的影响。采用X-衍射技术和扫描电子显微镜（SEM）分析了氧化锰/碳的结晶结构及表面形态。结果表明，活性炭具有较强的还原能力，氧化锰/碳材料具有良好的电化学电容行为，其中以活性炭为还原剂制备的氧化锰/碳具有较高的电容量，质量比容量达117F/g，掺杂镍、钴后质量比容量达到185F/g。     

δ-MnO2/Ti2CTx复合材料的制备与电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体、LiF-HCl的水溶液为刻蚀液、KMnO₄为氧化剂和锰源,采用溶液-沉积法制备了δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料.分别采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对试样进行了表征; 以镍网为对电极、银/氯化银为参比电极、2 mol·L^-1 KOH溶液为电解质溶液,在3电极体系中采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了复合材料的电化学性质.结果表明:当δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料在电流密度为1 A·g^-1时,复合材料的比电容高达227 F·g^-1.δ-MnO₂/Ti₂CT_x是一种性能良好的电化学电极材料,具有潜在的应用前景.     

利用成对电解法合成电催化二氧化锰和金属锰

本文利用成对电解法研究在阳极合成电催化二氧化锰的同时,在阴极沉积金属锰.结果表明,在保持阳极合成活性二氧化锰高电流效率的同时,阴极沉积金属锰的电流效率达到工业生产的最优指标.     

同槽电解生成锰和二氧化锰

分别采用预电解法,Mn(NO₃)₂热解,热解-预电解方式制备MnO2覆层Ti电极,并分别作为电解二氧化锰的阳极,硫酸锰-硫酸为电解液,研究不同的电流密度、温度、酸度对电解二氧化锰电流效率的影响.研究表明：采用热解-预电解法制备的Ti-MnO₂电极,抗钝化能力强,表面致密,MnO₂覆层与Ti基结合牢固,适合作为电解阳极使用.采用盐桥,素烧瓷,玻璃纤维作为阴阳极隔膜,阳极采用上述Ti-MnO₂电极,使用经过抛光的不锈钢作为阴极,在同一电解槽中同时电解生成电解MnO₂和金属锰,较佳条件下阳极和阴极电流效率分别能达到90%和60%,产品符合质量要求.     

Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体,块体锰作为原料,采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子,用于高性能超级电容器的电极材料.所制备的Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35nm.拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性.通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析,结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能.在扫描速率为1mV/s时,比电容最高可达185.8F/g.同时具有良好的循环稳定性,在100mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后,比电容仍保持为最初的88%,与单纯Mn_7C_3(79%)相比,有明显提高.Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构,富缺陷碳层具有良好的导电性,有助于离子的传输和结构的稳定,而内核Mn_7C_3主要产生赝电容,在C和Mn_7C_3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制.     

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).     

镍钴硫化物的制备及其反应温度对形貌和超级电容器性能的影响

采用一步溶剂热合成法制备了镍钴硫化物纳米微球,利用 X 射线衍射光谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和 X 光电子能谱（XPS）对制备的材料进行了表征。采用循环伏安和恒电流充放电等电化学方法考察了镍钴硫化物用作超级电容器的电极材料的性能。160℃制备的材料在2 mA／cm2的电流密度下,测得的质量比电容和面积比电容分别为1298 F／g 和1．13 F／cm2。在电流密度为10 mA／cm2下,经过10000圈的循环稳定性测试后,比电容保持了原来的70．8％。此外,通过对反应温度的控制,研究了反应温度对其超级电容器性能的影响。结果表明,反应温度对生成物的形貌几乎没有什么影响,对其电化学性能有一定的影响。