双金属氧化物Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的制备及其电化学性能研究

利用水热法制备了铋-钴双金属氧化物(Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9))电极材料并用于超级电容器的构建,通过X-射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、恒电流充放电法(GCD)以及交流阻抗法(EIS)等手段对材料进行物理及电化学性能测试。结果表明:合成的Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)作为超级电容器的电极材料具有很好的电化学性能。当电流密度在1 A/g时,Bi_(3.43)Co_(0.57)O_(5.9)电极材料的比电容为890.6 F/g;当电流密度增加至5 A/g时,比电容仍保持在705.3 F/g。10 A/g电流密度下,2 000次恒电流充放电循环后,比电容保持率高达92.3%,表明该材料具有出色的循环稳定性。     

Co_3O_4超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

使用简单的化学沉积法制备出直接生长在泡沫镍上的前驱体Co(OH)2,之后经程序升温得到Co_3O_4超级电容器电极材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外吸收光谱和拉曼光谱对制备的电极材料进行了表征,并进行了电化学性能测试.结果表明,生成了前驱体Co(OH)2和Co_3O_4超级电容器电极材料,形貌为由纳米片组成的网状结构.该形貌结构易于电解质渗透和电荷转移,减小了电荷转移电阻,与前驱体Co(OH)2相比,Co_3O_4的电化学性能得到显著提高.在三电极体系下,电流密度为0.75 A/g时,Co_3O_4的比电容达到820.62 F/g,且循环稳定性较好,经过1 000次充放电循环后,比电容仍为初始比电容的95.6%.     

电沉积液中不同镍锌比对超级电容器正极材料Ni(OH)2电容性能的影响

采用电化学共沉积技术在泡沫镍基体上直接制备掺杂Zn的Ni(OH)2电极,研究了乙醇-水体系下不同镍锌比电沉积溶液制备的电极材料的电容特性。通过XRD、SEM、EDS等测试方法对制备的电极材料进行微结构表征,并用恒流充放电、循环伏安法系统地考察其电化学性能。结果表明:所制备的电极材料为掺杂Zn的α-Ni(OH)2。当镍锌比为1∶0.0075时,循环伏安测试(扫描速率是1mV.s-1)α-Ni(OH)2电极的比电容达1906.09F.g-1。经100次恒流充放电循环后比电容衰减仅0.09%,说明电极材料具有良好的稳定性。在7.5mA.cm-2电流密度下,比电容达313.88F.g-1。     

磷钨酸电极材料的超级电容器性能研究

多金属氧酸盐由于具有快速可逆的多电子氧化还原反应特点,已成为备受瞩目的新一代超级电容器电极材料.但多金属氧酸盐易溶于水以及众多溶剂的缺点导致其循环稳定性能差、电容值偏低,制约了该电极材料的实际应用.将典型的多金属氧酸盐——磷钨酸盐通过四丁基溴化铵进行处理后,得到不溶于水的磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物.在三电极系统中测试其超级电容器性能,在5 A·g~(-1)电流密度下的电容值是64.1 F·g~(-1),在电流密度为15 A·g~(-1)时循环充电/放电15000次以后的电容保持率高达97%.磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物的循环稳定性能优于多数赝电容器电极材料,为磷钨酸盐在超级电容器电极材料方面的应用提供了一定的基础.     

超级电容器电极材料纳米α-MnO2的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法和沉淀法制备了具有纳米结构的α-MnO2,分别对其进行X-射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,循环伏安（CV）等测试,结果发现溶胶-凝胶法所合成的材料是由粒径为60nm的微粒组成,沉淀法所合成的材料粒径在80nm范围,并研究了不同配比的α-MnO2和活性炭组成的复合电极在各种浓度的电解液中的循环伏安性能,发现当电极中α-MnO2质量百分含量为40%-60%时,在0.5mol/L Na2SO4,2.0mol/L(NH4)2SO4,1.0mol/L,KCl溶液中的比电容较高,其中在2.0mol/L(NH4)2SO4溶液中的比电容最高可达108.26F/g.     

多孔纳米球NiFe2O4的制备、表征和性质研究

用简单的水热法合成多孔纳米球NiFe_2O_4,采用SEM、EDS和XRD等方法对该材料的表面形貌和结构进行表征.利用多孔纳米球NiFe_2O_4作为光催化剂,在紫外光照射下对亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)三种有机染料进行降解,并对其光催化反应机理进行了研究.此外,对多孔纳米球NiFe_2O_4的电化学性能进行了研究,当工作电极的电流密度为0.6A·g~(-1)时,比电容为309F·g~(-1).且多孔纳米球NiFe_2O_4在1500次充放电循环之后,其比电容为初始比电容的85%,表明其具有优异的电化学性能.     

锂离子电池多孔硅/石墨烯复合负极材料的制备及性能研究

为解决硅基负极材料存在的体积效应、导电性差等问题,本文研究一种石墨烯与多孔硅复合的方法。试验证明,PSi/rGO(porous silicon/reduced graphene oxide)显示出优异的电化学性能:循环稳定性能好;交流阻抗值约为PSi的一半;特别是在不同电流密度下进行倍率测试时,其可逆容量比PSi高100～190 mA·h/g。可见,PSi/rGO在锂离子电池电极材料的研究发展上具有重要价值。     

PbO_2+WO_3·H_2O复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

为提高混合超级电容器正极Pb O2的赝电容性能,采用温和水相沉淀法制备了纳米WO3·H2O粒子,通过复合共沉积法将WO3·H2O嵌入Pb O2镀层中,制备了Pb O2+WO3·H2O复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对复合电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在超级电容器中的赝电容性能进行了研究。结果表明,该复合电极材料由β-Pb O2和WO3·H2O组成;随着WO3·H2O含量的增加,复合材料的比表面积和孔隙率随之增加;其比电容值可达到320 F·g-1,表现出了良好的赝电容性能。     

蒲公英状NiCo2O4超级电容器电极材料制备

采用简单的水热合成法制备得到了蒲公英状的NiCo₂O₄电极材料．用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X衍射测试(XRD)对样品进行了结构表征．并将其组合成超级电容器，通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)等测试手段研究其电化学性能．测试结果表明，空心结构蒲公英状NiCo₂O₄电极材料，在电流密度为1 A·g^-1时，电容量达到1 262.3 F·g^-1，高于实心结构时的680.89 F·g^-1．在5 A·g^-1时，经过2 000次循环测试后，样品的电容量从1 150 F·g^-1下降到1 050 F·g^-1，电容保持率为91.3%，表明电极的倍率性能十分稳定．     

天然鳞片石墨制备石墨烯/SnO_2复合物锂离子电池负极材料电性能研究

采用二次Hummers氧化法,以天然鳞片石墨为原料制备了氧化石墨烯,通过一步微波水热法将氧化石墨烯与SnCl_2原位复合制备石墨烯/SnO_2复合物.以石墨烯/SnO_2复合物为锂离子电池负极材料,研究SnO_2对石墨烯锂离子电池负极材料的影响.结果表明,SnO_2与石墨烯复合可以制备一种高比容量的负极材料,首次放电比容量高达1 581 mAh/g.在1 000 mA/g电流密度下,比容量保持率超过50%;经过大电流充放电后,在100 mA/g电流密度下,比容量保持率仍然能够达到85%.电流密度100 mA/g,循环充放电100次时,可逆容量保持率超过90%.     

炭化对活性炭电极电容去离子性能影响的研究

利用自制粘结剂与活性炭(AC)粉末混合制备活性炭电极(ACE),为了提高电极的电容去离子性能,将ACE进行炭化处理.利用数码相机、接触角测定仪、循环伏安、交流阻抗研究炭化温度对ACE的表面形貌、亲水性、电容和扩散内阻的影响,并对电极在NaCl溶液中电容去离子除盐性能进行考察.实验结果表明:当炭化温度为850℃时,电极的强度和韧性适中,亲水性好,双电层形成速率快,比电容大,扩散阻力小,电容去离子过程中除盐性能高.     

纤维状纳米MnO2的制备及电容特性研究

电极材料和电解液是超级电容器的两个关键因素.通过液相反应制备了纤维状纳米MnO2,X射线衍射分析表明产物是α-MnO2和γ-MnO2组成的混合晶相.利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能,在0.15V～O.75V(SCE)工作电压范围内考察了在MgSO4、MnSO4、(NH4)2SO4、Na2SO4溶液中的电容性能,结果表明该电极材料在(NH4)2SO4溶液中电容性能优越,说明(NH4)2SO4溶液为纤维状纳米MnO2电极较适合电解液.讨论了(NH4)2SO4浓度对电极材料电容性能的影响,该电极材料在浓度为1mol·L-1的(NH4)2SO4中具有优异的电容性能;工作电流密度为3mA·cm-2的恒流充放测试中,其比容量可达142.2 F·g-1.     

超级电容器炭气凝胶电极材料的研究

采用常压干燥法以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料制备RF炭气凝胶,用SEM对其进行表征.将水溶液化学沉淀法制得的氢氧化镍作为正极,分别采用不同催化剂含量制备的RF炭气凝胶和活性炭材料作负极,用恒流充放电、循环伏安等方法系统地考察了电极材料的电化学性能.结果表明,在恒流充放电和循环伏安测试中电极材料都表现出了良好的电容特性.常压干燥法制备的炭气凝胶呈现珍珠串式的网络结构,存在大量孔洞,随催化剂含量降低,颗粒与孔洞尺寸会明显变大,比容量和比能量减小.RF炭气凝胶作负极的比容量和比能量明显高于活性炭作负极的电容器.     

电沉积法制备超级电容器电极材料纳米MnO_2

采用恒电流、恒电位及循环伏安三种电沉积方法在石墨上从pH为5.7,浓度为0.16 mol/L MnSO_4水溶液中分别制备了具有纳米结构的超级电容器活性电极材料MnO_2.用扫描电镜测试了其结晶形貌,用电化学研究了其在不同浓度的Na_2SO_4溶液中的电容特性,计算了它们的比电容,并对测试结果进行了比较和分析.结果表明:MnO_2的形貌及性能与沉积方法有关,所合成的MnO_2的粒径大约50 nm;用恒电流沉积法制备的样品,在0.3 mol/L的Na_2SO_4溶液中比电容最高,可达306.75 F/g.     

Fe_3O_4-石墨烯复合材料的制备及其在锂离子电池中的应用

利用静电吸附作用将带正电的Fe3O4颗粒与带负电的石墨烯(GN)相结合制备出稳定的Fe3O4-GN复合材料.XRD结果显示Fe3O4-GN复合材料是由立方晶型的Fe3O4和无序排列的GN组成,FT-IR结果表明氧化石墨烯被水合肼还原,SEM照片显示Fe3O4颗粒均匀地负载在GN片层表面,粒径约为160nm.当制备的Fe3O4-GN复合材料作为电极材料使用时,在5C倍率下放电、充电时,其电比容量能保持在700mAh·g-1左右;在1C倍率下循环50次后,其放电、充电比容量分别为749、741mAh·g-1,Fe3O4-GN电极显示出良好的倍率性能和循环性能.     

柔性Ti3C2Tx薄膜电极的制备及其电化学性能

二维过渡金属碳化物(MXene)是一种性能优异的电极材料．其中，碳化钛(Ti₃C₂T_x)具有较高的金属导电性、高电容性和良好的力学性能，是超级电容器电极的理想候选材料．通过可控且简单的策略制备出独立的柔性Ti₃C₂T_x薄膜电极，采用简单的水热法在Ti3AlC2粉末中选择性蚀刻Al制备Ti₃C₂T_x薄膜，并在三电极系统中测试其超级电容器性能．在电流密度为5 A·g^-1时，Ti₃C₂T_x薄膜电极具有376.3 F·g^-1的高比电容，当电流密度为50 A·g^-1时，其比电容仍保持283.5F·g^-1，具有良好的倍率性能．结果表明，Ti₃C₂T_x薄膜可作为一种优秀的高性能超级电容器电...     

电沉积法制备超级电容器电极材料纳米MnO2

采用恒电流、恒电位及循环伏安三种电沉积方法在石墨上从pH为57,浓度为016 mol/L MnSO4水溶液中分别制备了具有纳米结构的超级电容器活性电极材料MnO2用扫描电镜测试了其结晶形貌,用电化学研究了其在不同浓度的Na2SO4溶液中的电容特性,计算了它们的比电容,并对测试结果进行了比较和分析结果表明： MnO2的形貌及性能与沉积方法有关,所合成的MnO2的粒径大约50 nm;用恒电流沉积法制备的样品,在03 mol/L的Na2SO4溶液中比电容最高,可达30675 F/g     

熔融法合成层状锰酸锂及改性研究

采用熔融法合成了锂离子电池正极材料层状锰酸锂(m-LiMnO2),并对其进行了Cr3 的掺杂改性,优化了层状LiMnO2的合成路径及制备条件.采用X射线衍射(XRD)和元素分析对所得试样的结构进行了分析和表征.电化学性能测试结果表明层状LiMnO2具有较高的首次放电比容量(137 mA.h/g),但循环过程中容量衰减较快.m-LiMnO2掺入Cr3 后,循环性能显著提高,循环40次后仍有132 mA.h/g,说明掺杂后结构稳定性增强.     

纳米银/三维石墨烯修饰玻碳电极测定对硝基苯酚

制备了纳米银/三维石墨烯修饰的玻碳电极并测定对硝基苯酚,通过循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究其电化学行为.该修饰电极在测定对硝基苯酚时,表现出较正的还原电位和较大的峰电流等优势,并对其实验条件进行优化.结果表明,此传感器制备简单、灵敏性高、稳定性和重现性好,用于硝基苯酚的检测表现出优异的选择性.     

基于石墨烯的镉离子电化学传感器

采用电化学法还原氧化石墨烯,构建石墨烯修饰玻碳电极(GCE),选用方波伏安法(SWV)测定微量镉.实验研究了石墨烯修饰电极对镉的溶出伏安行为,优化了石墨烯用量、富集电位、富集时间、pH值、支持电解质.结果表明石墨烯修饰电极明显增强了镉溶出信号,响应电流值与Cd2+的浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.001~1μg/mL,线性方程y=27.859 2x+0.344 5(R=0.998),检出限为0.001μg/mL,所制备的修饰电极重现性和重复性较好,6次测定的相对标准偏差(RSD)分别为2.56%和2.51%.所提出的检测方法简单、灵敏、快速,无需复杂的样品前处理,修饰电极可重复使用,能应用于实际水样中镉的快速测定.