碳纳米管膜/MnO_2柔性电极材料的制备及其电容性能

为了制备性能优异的柔性超级电容器电极材料,以横向网络状分布的柔性碳纳米管薄膜为基底,通过与二氧化锰的复合,制备出碳纳米管膜/MnO_2柔性超级电容器电极材料.分别利用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X线光电子能谱、恒电流充放电和循环稳定性等测试表征材料的形貌、结构和电容性能.结果表明:碳纳米管膜/MnO_2复合材料的比电容最高可达297 F/g,且碳纳米管膜/MnO_2柔性电极材料在比电容大于200 F/g时依然拥有优良的循环稳定性.     

MnO_2纳米簇修饰PANi复合材料的制备及其超级电容性能

超级电容器作为新型化学储能设备之一,具有充放电效率高、使用期限长、节省资源及绿色无污染等特征。超级电容器材料是决定其性能优良的核心部分,研究高性能电容材料对当前绿色能源的发展具有重要的意义。聚苯胺(PANi)由于具有价格低、加工简单、化学稳定性高等优异特点,是当前电容材料研究最为广泛的导电高分子之一。相对于无机的二氧化锰(MnO_2),PANi的电容性能相对较低,然而MnO_2电子传输性能较差。为了能够实现PANi和MnO_2的优势互补,本文利用化学方法制备的新鲜PANi,直接与高锰酸钾反应,MnO_2纳米簇修饰的PANi复合材料,从而实现提高的电容性能。     

MnO_2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

我们以KMnO_4和石墨烯为原料,通过微波法、水热法和乙醇还原法制备了MnO_2/石墨烯复合材料,利用高分辨扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观形貌进行了表征分析,并将所得复合材料制备成电极片,组装成超级电容器,采用恒电流充放电(GCD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)在两电极体系下对电极材料进行电化学性能测试。实验结果表明,乙醇还原法所制得复合材料的微观形貌最好,其质量比电容最大可达180.54 F/g。     

MnO_2/碳布复合材料的制备及其电化学行为

利用低温水热法在碳布(CC)表面一步法生长MnO_2纳米颗粒,通过控制水热反应时间,制备了一系列MnO_2/碳布复合材料.通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱分析了不同复合材料的形貌与结构,同时利用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗方法对所制备的复合材料进行了电化学性能的测试.结果表明,碳布表面的性质和反应时间对MnO_2生长形貌和厚度具有一定的影响,从而造成复合材料电化学性能的改变.电化学性能测试显示,经0.50h反应所得的MnO_2/碳布复合材料在0.2 mA/cm~2充放电电流下,面积比电容达到76.9 mF/cm~2,经过1 700次循环测试后其面积比电容仍保留原来的89%.以碳布为基材大大缩短了离子传输和电荷转移路径,从而使得复合材料呈现良好的电化学性能.     

VOOH-CBC复合材料的制备及其电容性能

以偏钒酸铵(NH_4VO_3)和碳化细菌纤维素(CBC)为原料,水合肼(N_2H_4·H_2O)为还原剂,利用水热法合成了VOOH-CBC复合材料。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了结构及形貌分析。结果表明,VOOH结晶度良好,呈现直径150 nm左右的空心球状,并且均匀分布在CBC网络结构之中。通过循环伏安和恒流充放电等技术对其电化学性能进行了研究。结果表明:在2 M KCl溶液中,-1~-0.2 V电势窗口内,VOOH-CBC复合材料具有良好的电容性能及循环稳定性,在5 m Vs-1扫描速度下比电容为91.71 Fg~(-1),在1 Ag(-1)电流密度下经1000次循环后电容量能保持78%。     

自支撑GN/MnO2复合材料的制备及其 电容性能研究

本文通过水热辅助真空冻干法制备得到了可以自支撑的石墨烯/二氧化锰(GN/MnO_2)复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料结构与形貌进行表征,并以复合材料为工作电极,组装成对称电容器,探究反应物质量比与电解液对材料电化学性能的影响,结果表明:在KOH电解液中,复合材料的比电容最大;当反应物质量比为1∶4时,该复合材料比电容可以达到224F/g(电流密度为1A/g).     

麦穗状MnO_2的制备及其超电容特性

超声条件下,利用KMnO4为氧化剂来氧化聚乙二醇-20000(PEG-20000)来制备超级电容器电极材料MnO2.XRD测试表明,合成的MnO2为α-MnO2和γ-MnO2的混合相.TEM测试表明,由于PEG-20000的软模板作用,所制备MnO2呈现出由许多纳米粒子组成的的麦穗状结构.电化学测试表明,麦穗状MnO2在1MK2SO4水溶液中具有良好的超电容特性,其比电容可达到310F.g-1,经过1000次循环后,电极容量仍保持在92%以上.     

聚苯胺/纳米ZrO_2复合材料电容的制备及性能研究

本文用化学法合成出一种新的聚苯胺/纳米ZrO2复合材料,并以此为电极制备电容器,测试结果表明,新材料制备的电容器有较好的性能。     

碳纳米管/铝基复合材料的制备与性能

采用石蜡作为修饰剂分别对CNTs-COOH和纯Al粉进行修饰,物料经过粉碎、球磨、干压成型后,分别在650℃、670℃、690℃、720℃进行烧结,将烧成的坯体在500℃、30MPa压力下进行热压后挤出成型.分别采用硬度仪、万能试验机测试了样品的硬度及拉伸性能,利用扫描电镜观察烧结样品的断面形貌.结果表明:采用石蜡修饰后的CNTs,表现出较好的分散性;当复合材料的烧结温度为670℃时,制备得到CNTs(石蜡)/Al复合材料具有较高的硬度和较大的拉伸应力,复合材料呈现明显韧性断裂.     

镍钴合金/碳纳米管纳米复合材料的制备及其催化性能研究

本文以磁性碳纳米复合材料为研究基础,通过较为简易的化学工艺过程制备出稳定、高效的高氮掺杂、高饱和磁化强度的磁性镍钴合金/碳纳米管纳米复合材料(NiCo/BCNTs)。利用其作为催化剂,对4-硝基酚(4-NP)的催化加氢性能进行了详细研究,并初步研究了其催化反应机理。由于NiCo/BCNTs具有优良的顺磁性,利用外部磁场,NiCo/BCNTs可以方便快速地从液相催化还原体系中分离出来,为产物4氨基酚(4-AP)的提纯和催化剂的回收再利用提供了一种低成本的途径。催化循环实验显示,在循环使用10个周期后仍然保持94%的活性。     

Ni(OH)2/USY分子筛复合材料的制备及其超级电容性能

以USY分子筛为模板,用液相共沉淀方法合成出Ni(OH)2/USY复合材料.用XRD、TEM对Ni(OH)2/USY复合材料的微观结构进行表征分析.结果表明,纳米级高分散、疏松填充的Ni(OH)2材料具有良好的电解质OH-离子电化学可及性和快的扩散速率,循环伏安和恒流充放电测试均表明该材料具有良好的超级电容特性,该材料的单电极比电容高达1 670 F/g.     

壳聚糖/碳纳米管多孔膜的制备及其吸附与截留性能

以壳聚糖为成膜聚合物,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,掺入碳纳米管(CNTs),经机械共混制备了纳米级孔径且分布良好的复合多孔膜.扫描电镜(SEM)图片显示,CNTs的加入使得膜产生许多分布均匀30~50nm的纳米孔,且膜的孔隙率随CNTs含量的增加而增加.甲基橙吸附实验结果表明膜对甲基橙的吸附量随CNTs含量的增加呈现先增大后减小的趋势.膜对硫酸铜溶液的过滤实验表明,CNTs的加入改善了膜的通水能力,膜的水通量随CNTs含量的增加而增加,当CNTs增加到一定量后,膜的水通量出现减小;膜对Cu2+的截留能力随CNTs含量的增加而提高,当CNTs增加到一定量后,截留率也出现了下降.     

非晶MnO2的制备及其电容性能

以KMnO4、H2O2和(NH4)6Mo7O24.4H2O为原料,制备了MnO2-MoO3前驱物,并将其用氨水溶解,得到非晶MnO2。用XRD、TEM及EDAX进行了表征,样品为非晶MnO2。用电极循环伏安研究其电容性能:在1 mol.L-1Na2SO4溶液中,电位窗口为-0.2~0.8 V(vs SEC)范围内,5 mV.s-1的扫描速度下,制备的非晶MnO2比电容为356.72 F.g-1,经过100次循环后,电容量仅下降了5.5%,具有良好的可逆循环性能。     

DOPO-HQ改性碳纳米管/EP复合材料的制备及性能

采用混酸氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),然后与含磷化合物2–(6,H–二苯并–5–氧杂–6–膦酰杂–6–苯基)–1,4–对苯二酚(DOPO-HQ)反应,对MWCNTs进行功能化修饰,并用功能化的碳纳米管(MWCNTs-P)对环氧树脂进行改性.对比了MWCNTs与MWCNTs-P对环氧树脂力学性能和阻燃性的影响,结果表明,MWCNTs与MWCNTs-P的加入均能提高环氧树脂的力学性能,MWCNTs-P改性效果更好.当MWCNTs-P添加量为0.5%时,环氧树脂的冲击强度提高了232%;SEM结果显示,加入碳纳米管使环氧树脂复合材料的韧性有一定程度的提高.MWCNTs-P的添加量为1.0%时,复合材料的拉伸性能和弯曲性能最好.极限氧指数(LOI)测试结果表明,MWCNTs-P提高了环氧树脂的阻燃性,MWCNTs-P的添加量为0.5%时,复合材料的LOI达到30.2%.     

泡沫镍/硅烷膜/ZnO复合材料的制备及其光催化性能

采用水热法制备氧化锌(ZnO)微球,并以水基硅烷膜为黏结层、以泡沫镍为基底负载ZnO微球,得到泡沫镍/硅烷膜/ZnO复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)对泡沫镍/硅烷膜/ZnO复合材料的表面微观形貌进行观察.同时研究经多次负载ZnO微球的复合材料和负载纳米二氧化钛(TiO2)的复合材料对甲基橙的光催化降解效果.研究结果表明:ZnO微球的粒径约为5 μm,表面由厚度约为10nm的多孔鳞片组成,水基硅烷膜厚度约为1 μm,与泡沫镍基体结合紧密,负载的ZnO微球部分嵌入硅烷膜.经一次负载ZnO微球的复合材料降解性能最佳,负载ZnO微球的复合材料对甲基橙的降解效果优于负载纳米TiO2的复合材料.     

TiO_2/Si复合材料的制备及其性能分析

Si(硅)是一种比较常见的半导体材料,在许多个领域之中得到了广泛的应用,如太阳能电池、光电材料等,并在这些领域之中发挥着非常重要的作用。但是,因为空气折射系数与硅的折射系数两者之间存在着非常大的差别,从而导致光波在界面处出现了比较严重的反射损失。为降低界面反射损失,必须在硅半导体材料的表面加镀一层渐变层材料,且该渐变层材料的折射率应当处于1.0~3.5之间。TiO_2,即钛白粉,其折射率为2.73,且具有成本低、耐腐蚀、无毒、光催化活性较高、化学性能稳定以及氧化还原电位高等一系列的优势,因此,其被看作是一种十分理想的光催化剂。     

多壁碳纳米管苯胺复合材料的制备及其性能研究

采用共混法制备了多壁碳纳米管苯胺复合材料(MWCNT-ANCTC),通过红外光谱分析了该复合材料的可能反应机理;本文还对该复合材料的荧光性质进行了测定,并对影响其荧光强度的因素及原因进行了讨论.另外发现该复合材料膜能促进电子的转移,对Cu2+有特殊的响应,这将使得该复合材料在Cu2+的定性定量检测领域有很好的应用前景和价值.     

NCM-碳纤维柔性超级电容器电极的制备及其电容性能

为提升超级电容器的电容性能,以柔性碳纤维为基底,以Ni、Co、Mn(NCM)三元金属氧化物为活性物质,制备得到NCM-碳纤维柔性超级电容器电极材料,通过改变实验参数,优化其形貌和性能.实验结果表明:NCM三元氧化物中Ni的含量能够极大地影响其形貌和电容性能,主要表现为随着Ni含量的增加,NCM三元氧化物由稀疏分布的片状结构逐步变为密集阵列分布的纳米线,纳米线直径很小,仅10 nm左右;NCM-碳纤维复合电极材料的比电容则随着Ni含量的增加而增加,最大可达720 F/g.当Ni、Co、Mn和O的物质的量比为3∶2∶2∶4时,NCM三元氧化物电化学性能最优,不但具有较大的比电容(662 F/g),且经2 000次循环后仍保有初始比电容的96.7%,说明电容器具有极好的循环稳定性.     

水溶性聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及光限幅性能

为了制备激光防护材料,采用原位聚合法制备了水溶性聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料。通过红外光谱分析、紫外-可见光光谱、透射电子显微镜等表征,用方形四探针法测量薄膜电导率。结果表明,水溶性聚苯胺包裹在碳纳米管表面,聚苯胺包裹层的厚度大约在15～25nm;复合材料的薄膜电导率较水溶性聚苯胺的电导率提高了一个数量级。复合材料水分散液在低入射光强下透光率接近85%时;入射光强达到2.5J/cm2,透光率降至11%。因此,复合材料水分散液的光限幅性能优于碳纳米管,具有良好水分散性,有望实现材料的器件化。