湿法制备纳米二氧化锰及其电化学性能的研究

分别用氧化法、还原法和氧化还原法在溶液中反应制备了MnO2粉末.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等测试方法对3种样品结构、形貌和电化学性能进行分析比较.研究表明:三样品均为无定型MnO2,形貌呈团聚的球形,其中用氧化法制备的MnO2具有良好的电容性能和放电容量.     

无定型MnO2的合成及电化学性能研究

以KMnO4、MnCl2和KOH为原料利用液相化学共沉淀法制备了MnO2电极材料,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析、热重分析、循环伏安法和恒流充放电等测试手段对所合成材料的物理性质和电化学性能进行了表征.研究结果表明:该材料为无定型结构α-MnO2,比表面积高达90 m2·g-1,在0.5 mol·L-1 Li2SO4电解液中的电势窗口为0～0.8 V（vs.SCE）,在扫描速率为1 mV·s-1时的比电容高达110.2 F·g-1,漏电流为0.117 mA,经500次充放电后仍有良好的循环稳定性.     

超级电容器复合电极材料研究现状及展望

超级电容器作为一种存贮密度大,功率密度大的能量存贮装置,其性能优于普通电容器和电池,能很好地适用于备用电源系统。电极材料是超级电容器性能的重要影响因素,本文重点介绍了近几年国内外对金属氧化物—碳材料、碳材料—金属氧化物、金属氧化物—金属氧化物、金属氧化物—导电聚合物这四类复合电极材料的研究现状并对今后的发展方向进行了展望。     

CoMn-MOF衍生MnCo2O4电极材料的制备及其超级电容器性能研究

采用溶剂热法制备了CoMn-MOF-74前驱体,并通过高温煅烧的方法制备其衍生物MnCo2O4.利用X射线衍射、扫描电镜对其结构和形貌进行表征.利用电化学工作站进行循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗测试.测试结果表明,在电流密度为1 A/g时,CoMn-MOF-74的比电容为120.4 F/g,而其衍生物MnCo2O4...     

超级电容器极化电极材料的研究进展

超级电容器作为储能元件，具有重要的战略意义，与常规的电解电容器相比，明显地提高了比容量、比能量；而与电池相比，虽然比能量较低，但其比功率却是电池的数量级倍数。目前用于制备超级电容在的极化电极材料主要分为碳素材料、金属氧化物材料和导电聚合物材料。简要地介绍了这三类材料的制备、结构、改性、工作原理以及电化学特性，评述了这三类材料的研究进展，这三类材料制作的电容器具有超大功率，长循环寿命等特点，为电动车（EV）以及其他储能器的发展奠定了基础。     

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.     

Ag2O超级电容器的研究

用固相合成法制备Ag2O作为超级电容器材料,通过循环伏安与恒流充放电等测试手段对Ag2O电极及与作为负极的活性炭电极组成的电容进行分析.结果表明,在7mol·L-1KOH电解液中,Ag2O电极在0.15～0.35V(相对于Hg/HgO)的电压范围内表现出了法拉第电容特性.在不同电流密度下,电极比容量达427.3～554.9F·g-1,Ag2O/活性炭单体电容器比电容为42.5～61.65F·g-1.同时还对正极中Ag2O的含量及导电剂对Ag2O/活性炭单体电容器性能的影响进行了研究.     

超级电容器用热裂解炭黑电极材料的电化学性能研究

将废旧轮胎热裂解得到炭黑,采用氢氧化钾(KOH)为活化剂,通过高温活化、浓硝酸(HNO_3)酸化处理成多孔活性炭,制备超级电容器电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和氮气吸脱附对材料的微观形貌、晶体结构以及比表面积、孔径分布进行分析,并通过电化学工作站CHI660E对热裂解炭黑电极材料的电化学性能进行测试。结果表明:利用KOH活化以及浓HNO3酸化所制备的电极材料具有较好的电化学性能,其在0.5 A/g的电流密度下的放电比容量达到160 F/g,在20 A/g的电流密度仍然有127 F/g的放电比容量,容量保持率为79%,表现出较好的倍率性能。     

影响脉冲电流法制备MnO2超级电容器电极性能的因素

通过正交实验法研究了影响脉冲电流法合成MnO2超级电容器电极材料性能的影响因素,发现影响效果由大到小依次为:脉冲电流关断时间,醋酸锰水溶液浓度,脉冲电流密度,脉冲电流导通时间.在正交实验法得出的最优条件下,即醋酸锰浓度为0.5 mol/L,电流密度为250 A/m2,导通时间为0.01 s,关断时间为0.2 s,所制备的MnO2薄膜电极材料表面具有丰富的纳米球结构,在10 mV/s的扫描速率下,3 mol/L的KCl溶液作为电解液,比容量可以达到575 F/g,并且在2 000mV/s的快速充放电条件下,仍然能够保持良好的电容特性.     

超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是介于传统电容器和蓄电池之间的一种新型储能装置。简述了不同电极材料的超级电容器的工作原理,综述了近年来超级电容器电极材料的研究进展以及现状,并探讨了其发展方向和研究重点。     

Facile synthesis of polypyrrole nanowires for high-performance supercapacitor electrode materials

Polypyrrole nanowires are facile synthesized under a mild condition with FeCl_3 as an oxidant. Polypyrrole nanowires with the width of 120 nm form many nanogaps or pores due to the intertwined nanostructures. More importantly, PPy nanowires were further applied for supercapacitor electrode materials.After electrochemical testing, it was observed that the PPy nanowire based electrode showed a large specific capacitance(420 Fg~(-1), 1.5 Ag~(-1)) and good rate capability(272 Fg~(-1), 18.0 Ag~(-1)), which is larger than that of most of published results. The as-prepared electrode can work well even after 8000 cycles at 1.5 Ag~(-1).     

掺杂金属氧化物贮氢电极的电化学性能

研究了掺杂金属氧化物Fe3O4和Cr2O3贮氢电极MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4(Mm: 混合稀土)的电化学性能.结果表明,Fe3O4和Cr2O3的掺杂均使贮氢电极的放电容量增大和充电效率提高,且活化性能得到改善,活化次数减少到3～5次.Cr2O3的掺杂可使贮氢电极的放电过电位减少3.0 mV、快速放电能力(放电电流密度为500 mA*g-1)提高8.1%,同时改善了电极的循环稳定性;在同样条件下,Fe3O4的掺杂使电极过电位增大50.2 mV、快速放电能力降低11.6%,并导致电极的电荷保持能力下降.从MmNi3.5Mn0.4Co0.7Al 0.4电极的综合性能考虑,Cr2O3的掺杂对改善贮氢电极的电化学性能是有利的.     

过渡金属材料的电化学储能性能研究

超级电容器是一种电化学能量储存设备,具有功率密度高、充放电速率快、寿命长等优点.依照反应机理,电化学电容可以区分为双电层电容和赝电容.赝电容超级电容器的能量密度高于双电层电容器.过渡金属氧化物和氢氧化物是一类重要的赝电容器电极材料.为了提高赝电容器的性能,大量的研究工作集中在设计具有特殊结构和尺寸的过渡金属氧化物和氢氧化物电极材料方面.作者综述了电极材料的设计、制备以及性能等方面的研究进展,总结了过渡金属的氧化物和氢氧化物在超级电容器方面的研究与应用.     

Preparation of 3D graphene-based architectures and their applications in supercapacitors

Three dimensional (3D) graphene-based architectures such as 3D graphene-based hydrogels, aerogels, foams, and sponges have attracted huge attention owing to the combination of the structural interconnectivities and the outstanding properties of graphene which offer these interesting structures with low density, high porosity, large surface area, stable mechanical properties, fast mass and electron transport. They have been extensively studied for a wide range of applications including capacitors, batteries, sensors, catalyst, etc. There are several reviews focusing on the 3D graphene-based architectures and their applications. In this work, we only summarise the latest development on the preparation of 3D graphene-based architectures and their applications in supercapacitors, with emphasis on the preparation strategies.     

碳纳米管的电化学储氢

用电化学方法使碳纳米管储氢,是把碳纳米管当作储氢负极,形成Ni MH电池·用碳纳米管与镍纳米粉做成负极试样,电解液采用KOH溶液·实验中,对Ni MH电池充放电的50个循环进行测试,通过测量电池的充放电容量和能量,来测量碳纳米管的储氢性能·测试过程由Arbin公司的BF 2043系列电池测试系统控制·实验表明,相对每克碳纳米管,当充电电流为120mA时,电池容量可达126 368mA·h·g-1,而且电池放电非常平稳,放电平台利用率高达97%·可见,碳纳米管是一种很有前途的储氢材料·本研究对利用碳纳米管制做储氢电池提供了实验依据·     

纳米MnO2超级电容器的研究综述

介绍了纳米MnO2用作超级电容器电极材料的优势,从MnO2的制备、导电剂、电解质溶液和向MnO2晶格中掺入其他元素四个方面综述了目前纳米MnO2超级电容器的研究现状,并对未来的研究进行了展望。纳米MnO2电容器兼具双电层电容和氧化还原电容两种电荷储存机制,是一种很有前途的超级电容器电极替代材料。     

Low-dimensional catalysts for oxygen reduction reaction

Developing highly efficient electrocatalysts to facilitate the sluggish cathodic oxygen reduction reaction (ORR) is a key challenge for high-performance fuel cells. Low-dimensional materials have attracted great attention recently because of their unique structure and properties. In this review, the application of zero-dimensional (0D), one‐dimensional (1D), and two‐dimensional (2D) materials in ORR are discussed and particular attention is given to the relationship between their structure and the ORR activity. Graphene-based materials, transition metal dichalcogenides, transition metal oxide, nanotubes, nanoribbons, nanowires, and single-atom ORR catalysts are introduced and classified by their geometric dimension.     

Crystalline mesoporous metal oxide

Since the discovery of many types of mesoporous silicas, such as SBA-15, KIT-6, FDU-12 and SBA-16, porous crystalline transition metal oxides, such as Cr2O3, Co3O4, In2O3, NiO, CeO2, WO3, Fe2O3 and MnO2, have been synthesized using the mesoporous silicas as hard templates. Several synthetic methods have been developed. These new porous materials have high potential applications in catalysis, Li-ion rechargeable batteries and gas sensors. This article gives a brief review of the research of porous crystals of metal oxides in the last four years.     

螯合法合成掺杂尖晶石型锂锰氧化物及其电化学性能研究

用螯舍法合成出掺杂镍和氯的尖晶石锂锰氧化物LixMn2-xNixO4-yCly。用能谱和原子吸收光谱分析测试了合成的样品的组成。分析了材料的电化学性能、FT—IR和XRD特性。结果表明：与没有掺杂的锂锰氧化物相比，掺杂量适当的样品其初始放电容量大，循环性能好，且在4．6～4．8V的电压平台较长。这归结于镍离子替换了部分处于16d的锰离子，使结构趋于更加稳定。     

壳聚糖水解技术对超级电容器电极材料性能的影响

壳聚糖是一类具备天然氮元素的海洋生物质,可作为制备超级电容器的前驱体,但溶解性质限制了其反应均匀性。本研究以壳聚糖为原料,利用自主研发的水解法制备壳寡糖均相溶液,作为前驱体制备超级电容器电极材料。实验采用了三电极体系对该电极材料多性能进行表征,包括循环性能、阻抗、元素分析、SEM、TEM、XRD等,探讨了水解工艺对电极材料综合性能的影响,并且与出发原料壳聚糖进行对比。结果表明：壳寡糖电极材料性能有了明显的提升,在电流密度为0.5 A g-1时比电容高达227.5 F g-1,具有优秀的循环稳定性,1000圈循环后比电容仍未有明显下降,且电极的膜阻抗和电荷转移电阻较小,说明该工艺制备的壳寡糖具有很好的超级电容器方面应用前景。