超声-浸渍法制备介孔MnO_2及其性质表征

采用超声-浸渍法,以SBA-15为硬模板、Mn(NO_3)_2为锰源制备出介孔MnO_2. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附-脱附以及热重-差热方法(TG/DTA)对样品的物理结构进行表征;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗(EIS)考察样品作为超级电容器电极材料的性能. 结果表明,样品MnO_2复制了SBA-15的介孔结构,比表面积、平均孔径分别为282m~2·g~(-1)和2.75nm;介孔MnO_2作为超级电容器电极材料,具有良好的动力学可逆性,电荷转移电阻小,电化学活性较高,首次放电比容量为285F·g~(-1),循环500次后仍保持在210F·g~(-1).     

MOFs衍生多孔碳/MnO_2复合材料及其在超级电容器中的应用

利用高比表面积、大孔隙率金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)作为牺牲模板,制备了MOFs(ZIF-8)衍生多孔碳材料(PCs),以其作为导电基底,在表面生长金属氧化物MnO_2,获得MnO_2/PCs复合材料并将其应用在超级电容器中.制备的复合材料具有良好的电化学电容性能,在三电极体系中,1 A·g~(-1)的电流密度下比电容可达199 F·g~(-1),经过2 000次充放电循环后,比电容仍能保持初始值的80%.使用MnO_2/PCs复合材料作为正极,PCs作为负极,组成的非对称型电容器MnO_2/PCs//PCs具有优异的电化学储能性能,在950 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度高达10.16 Wh·kg~(-1);而且当功率密度上升为9 500 W·kg~(-1)时,能量密度仍可以保持4.48 Wh·kg~(-1).     

水热法制备凹凸棒黏土-Mn_3O_4及其电化学性能研究

将水热法制备的负载型凹凸棒黏土-Mn_3O_4(Att-Mn_3O_4)复合材料用做超级电容电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试对材料的物相及形貌进行了表征.发现Mn_3O_4基本呈棒状结构,较好地分散负载在凹凸棒黏土表面.以该复合材料为活性物质制成电极,采用循环伏安、恒流充放电等电化学方法考察其电化学性能,结果表明:在0.5 mol·L~(-1)的Na_2SO_4溶液中,0~1.0 V扫描电位范围内,其循环伏安曲线矩形特征明显;在0.5 A·g~(-1)电流密度下,电容器充放电性能的最佳电位范围为0~1.0 V,比电容和储能密度达到最大值分别为80.25 F·g~(-1)和250.80 W·kg~(-1),而纯Mn_3O_4电极材料的比电容为40.80 F·g~(-1).可见凹凸棒黏土的加入可以明显提高其电化学性能.恒电流充放电性能测试表明,该复合材料具有较好的电化学稳定性,有望成为一种新型的超级电容器电极材料.     

MnO_2固态超级电容器的制备及其电化学性能研究

以泡沫镍(NF)为基底,采用恒电位沉积法制备了MnO_2电极材料,以聚乙烯醇PVA-Na_2SO_4为凝胶聚合物电解质组装了二电极体系,并以H_2O-Na_2SO_4水系体系为对比进行了电化学性能研究.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对电极材料的形貌和结构进行表征,用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)对电极材料及MnO_2//H2O-Na_2SO_4//MnO_2和MnO_2//PVA-Na_2SO_4//MnO_2体系的电化学性能进行测试.结果表明,MnO_2在NF上形成疏松多孔的二维纳米片网络结构;1 A·g~(-1)电流密度时单电极比电容可达435F·g~(-1);在水系二电极体系中和899.99 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度可达1.50 W·h·kg~(-1),当组建为固态体系时,499.98 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度可达1.92 W·h·kg~(-1),在具有良好的循环稳定性的同时,固态体系相比于水系体系具有更大的工作电压.     

制备3D-MnO_2/Ni复合材料并运用于高性能超级电容器

在过渡金属氧化物中,二氧化锰(MnO_2)是法拉第电容器的重要电极材料,因其具有易得、价廉、无毒、环境友好等优点,近年来一直是电化学储能电极材料的研究热点.以Ni网为基底,通过一步电化学沉积的方法制备了具有球形结构的MnO_2粒子,基底良好的导电性以及复合材料的3维结构使得在电化学反应时增加了电极材料与电解液的接触面积,因而使得电极的电化学性能大幅度提高:该电极在200 mA·g~(-1)的电流密度下的首次放电比电容达到146.9 F·g~(-1),且经过1 000次循环后,比电容保持率为91.1%,显示出较高的放电比容量和良好的循环性能.     

超级电容器一致性制备及性能分析

选取日本50F活性炭为电极材料,四氟硼酸四乙基氨盐/碳酸丙烯酯为电解液,从极片尺寸、极片所受压力、电极片在电解液浸泡时间研究影响超级电容器一致性制备的因素.结果表明:5组超级电容器电荷转移电阻减小,平均比容量从最初的94.6F·g~(-1)增加到110.8F·g~(-1),提高17.1%;比容量方差从2.92降到0.20,一致性明显提高;经过1 000次循环,比容量保持率均在95.0%以上,循环稳定性强.     

Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料的制备及其储钠性能

为提升钠离子电池的储钠性能,采用溶胶-凝胶法合成了Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2层状金属氧化物正极材料,并探讨了柠檬酸含量对材料形貌、结构和电化学性能的影响.形貌和结构分析表明,所得电极材料的成分主要为多晶Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2,并伴有少量Ni O;随着柠檬酸含量的增加,Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2的颗粒尺寸减小但团聚现象更加明显.电化学测试结果表明,当柠檬酸与金属氧化物的物质的量比为0.3∶1时,所得Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料具有最优的电化学性能,其首圈放电比容量高达128.1 mA·h/g,经50次充放电循环后,仍能释放出91.6 mA·h/g的可逆比容量.此外,Na_(0.7)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Fe_(0.2)O_2正极材料还拥有良好的倍率特性,在1.0 C高倍率下,其放电比容量可达84.4 m A·h/g,在快速充放电钠离子电池应用方面展现出良好的前景.     

Ag_2WO_4超级电容器电极材料的电化学特性

以Ag_2WO_4为电化学活性材料,采用压片法制备超级电容器电极材料.通过X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等实验方法,辅以密度函数理论(DFT)计算,对Ag_2WO_4电极材料进行表征.K~+离子嵌入Ag_2WO_4晶体在循环伏安模式下比电容最大能够达到1 344.7F·g~(-1);在恒流充放电模式下最大可达到182.0F·g~(-1).实验结果表明:基于K~+离子嵌入/脱嵌机制的Ag_2WO_4电极材料在1 M KOH电解液中可展现良好的循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗等电化学特性,具有较高的充放电循环稳定性和比电容保持率.     

氮掺杂多孔MOF衍生碳电极的构筑及其电化学性能

通过两步法成功将氮掺杂石墨烯量子点(N-doped graphene quantum dots,N-GQDs)与金属有机骨架衍生碳材料(cZIF-8)组合制备出N-GQDs@cZIF-8超级电容器.1 mol/L H_2SO_4电解质中,该电极在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有246.6 F·g~(-1)的比容量,在循环8000次时仍然保持83.7%的容量保留率,展现了优异的循环稳定性.同时, NGQDs@cZIF-8超级电容器在104.5 W·kg~(-1)的功率密度下获得了8.2 W·h·kg~(-1)的优异能量存储能力,这样显著的电化学性能主要因其具有高比表面积的三维结构和高赝电容活性的氮掺杂水平(10.13%),使其在超级电容器、锂离子电池等能量存储领域具有潜在的应用前景.     

MnO2/碳纳米球电化学超级电容器电极材料的制备与性能研究

利用水热法合成了纳米棒状的MnO_2/碳纳米球(CNPs)作为电化学超级电容器的电极材料.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射光谱分析(XRD)对样品的微观形貌、物相进行分析;利用循环伏安法和恒电流充放电测试材料的电化学性能.结果表明:纳米棒状MnO_2/CNPs复合材料具有良好的电化学性能.在0.1 A/g的电流密度,1 mol/L Na_2SO_4电解液中,电极材料的比电容高达305.6 F/g,远高于纯碳球的比电容(49.3 F/g),当电流密度增至5 A/g时,材料的比电容为235 F/g,比电容仍能保持76.9%.     

共沉淀法合成三硅酸镁及其微观分析

由Na_2O·nSiO_2和Mg(NO_3)_2经沉淀法合成了三硅酸镁,用450℃煅烧或酸化方法对合成的样品进行改性. 采用XRD、IR、TG/DTA和BET等表征手段,考察了原料加入顺序、酸化和煅烧过程对样品的结晶度和表面织构的影响规律,并对其影响机理进行了探讨. 结果表明,不同滴定顺序和不同活化方法制得的样品均为非晶态物质. TG/DTA分析显示不同滴定顺序样品的组成相同. pH对样品的表面织构有明显的影响. BET分析表明,Mg(NO_3)_2滴加入泡花碱溶液合成的样品为微孔材料,以1～3nm和0.7～0.9nm的微孔为主,比表面积达568.93m~2·g~(-1),水合硅酸镁含量较高. 泡花碱滴加入Mg(NO_3)_2合成的样品为大孔材料,比表面积为179.40m~2·g~(-1),水合硅酸镁含量降低. 煅烧和酸处理增加样品的结晶度,减少样品比表面积,并改变样品的孔径分布. 煅烧使中孔含量增加,形成中孔材料. 酸处理使Mg~(2+)被H~+取代,表面形成硅羟基基团,材料以中孔为主.     

自蔓延高温合成SOFC阴极材料La0.7Sr0.3MnO3

设计了4类共9个化学反应,采用自蔓延高温合成的方法合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La0．7Sr0．3MnO3?B8龇从μ逑捣直鹗牵篖a0．7Sr0．3MnO3?A3琈n粉与氧化剂NaClO4或Ba(ClO4)2在空气中的反应;La2O3,SrC03与Mn粉在氧气中的反应;LaCl3,SrCl2,MnCl2与氧化剂NaO2或Na2O2在空气中的反应;La(NO3)3,Sr(NO)2,Mn粉与C3N6H6在空气中的反应．XRD和I．C．P分析表明：采用SHS法成功合成了菱方晶系(R3C)钙钛矿结构的La0．7Sr0．3MnO3?B7勰渲写蟛糠址从μ逑岛铣刹镂ハ郘a0．7Sr0．3MnO3?A3梅椒芟灾档筒牧现票赋杀荆欣谕贫疭OFC的实用化和产业化进程．     

两种不同形貌FePO_4的制备及其正电极材料LiFePO_4的电化学性能

分别以Fe(NO_3)_3·9H_2O和FeSO_4·7H_2O为铁源,采用均相沉淀法和氧化-液相沉淀法制备了两种不同形貌的FePO_4粉体,再以FePO_4为前驱体,与LiOH·H_2O、蔗糖混合,采用碳热还原法合成了LiFePO_4正电极材料.用XRD和SEM对所制备的FePO_4粉体进行结构和表面形貌表征,测试了LiFePO_4样品的充放电性能.XRD和SEM测定结果表明,采用均相沉淀法制备的FePO_4为六方晶系纯相,颗粒形貌为圆片状,颗粒大小均匀;而液相氧化法制备的FePO_4也为六方晶系纯相,但颗粒形貌无规则.由圆片状FePO_4和无规则FePO_4所合成的LiFePO_4的颗粒形貌与其前驱体相同.充放电测试表明在0.5C下圆片状LiFePO_4的首次放电比容量为140 mAh/g,无规则LiFePO_4的首次放电比容量为89 mAh/g.经过50次循环后,前者的放电比容量仅下降1.43%,后者基本不变.     

球形硅基介孔分子筛的合成和表征

介绍球形MCM-41和球形SBA-15介孔分子筛的合成,通过XRD、N₂吸附-脱附、SEM和TEM 对合成的分子筛进行了表征.结果表明：合成的介孔分子筛具有与经典方法合成的样品相似的特征参数,合成的球形MCM-41和球形SBA-15的比表面积分别为1 107 m²·g^-1和583 m²·g^-1,比孔容分别为0.69 cm³·g^-1和1.27 cm³·g^-1,平均孔径分别为2.5 nm和7.4 nm;合成的MCM-41和SBA-15均具有很好的球形外貌;湿磨基本上不影响MCM-41的球形外貌,而SBA-15的球形外貌却很容易被破坏;合成的球形SBA-15颗粒尺寸大,需经过湿磨才能观测到其内部孔道结构.     

多孔含氮碳材料的制备与表征

采用三聚氰胺、甲醇和甲醛合成三聚氰胺树脂,用KOH对其进行活化,通过高温煅烧,制得含氮碳材料.对产品进行红外光谱,扫描电镜,全自动气体吸附分析表征.红外光谱结果表明,碳材料中有N—H键、C—N键或C—N—C键存在.扫描电镜表明,在未加入活性剂时,产品表面光滑平整;随着活性剂的加入,含氮碳材料的表面出现蓬松现象,同时出现多孔结构.全自动气体吸附分析表明,W-1-800材料比表面积为1 035 m~2·g~(-1),孔容积0.394 1 cm~3·g~(-1),平均孔径为4.214 3 nm,孔结构丰富.     

锰氧化物La_(0.55)Ca_(0.45)MnO_3输运性质的研究

本文中,利用交流磁化率、电阻率、热电势和ERP谱等多种测量手段对锰氧化物La_(0.55)Ca_(0.45)MnO_3多晶样品的输运性质和磁阻特性进行研究。实验结果表明,是双交换作用和小极化子效应的共同作用决定了CMR效应的特性。La_(0.55)Ca_(0.45)MnO_3与La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3样品的电阻率在T<相似文献   

Nano-HCO吸附剂的制备及其除As(Ⅲ)性能

采用溶胶沉淀结合超声分散处理的方法,制备平均粒径为70 nm,比表面积为212 m2.g-1的纳米级水合氧化铈(Nano-HCO)吸附剂.在pH值为4~10,初始As(Ⅲ)质量浓度为10 mg.L-1,吸附剂投加量为1.0 g.L-1的反应条件下,可在2 h内将溶液中As(Ⅲ)质量浓度降低到0.01 mg.L-1以下.Nano-HCO吸附剂对砷的吸附等温线服从Langmuir方程,对应不同pH值,其对As(Ⅲ)的吸附容量较未经超声分散处理的水合氧化铈提高29%~141%,且水温的升高有助于增加As(Ⅲ)的吸附程度.     

沉淀法合成三硅酸镁粉体的孔结构及吸附性能

以Na2O.nSiO2和Mg(NO3)2为原料,经沉淀法合成得到三硅酸镁。采用BET、吡啶吸附和亚甲基蓝吸附等表征手段,考察了不同加料顺序和不同活化方法对样品孔道结构、表面酸性及吸附性能的影响。结果表明,滴定顺序对样品的表面织构有明显影响,Mg(NO3)2溶液滴入Na2O.nSiO2溶液合成的样品为微孔材料,主要为3 nm以下的微孔,比表面积达568.93 m2/g,孔容为0.3524 cm3/g;Na2O.nSiO2溶液滴入Mg(NO3)2溶液合成的样品为大孔材料,比表面积为179.40 m2/g,孔容为0.8350 cm3/g;各样品孔径均呈多峰分布;煅烧和酸化均可提高样品的表面酸量;各样品的亚甲基蓝吸附量与表面织构规律并不完全相同,表明孔道结构并不是影响样品吸附性能的唯一因素,酸活性位点的数量、强弱以及种类对样品的吸附性能均有一定影响。     

钙钛矿La0.7Pb0.3MnO3的结构和磁性研究

采用固相反应烧结法成功制备了单相多晶样品La0．7Pb0.3MnO3，用X射线衍射和超导量子干涉仪及振动样品磁强计对其结构和磁性进行了研究。结果表明，样品呈菱面相晶体结构，空间群为R-3C，居里温度Tc=348K，在居里温度附近，发生铁磁一顺磁转变。此材料呈现出一种典型的团簇玻璃特性，其阻截温度为336K，并且对零场冷却和场冷却曲线给出了合理的解释。室温下，其矫顽力只有40Oe。