纳米二氧化锰超级电容器电极材料的制备及改性

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化锰超级电容器电极材料.借助X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其进行了物理结构表征.结果表明,产品为颗粒状的纳米α-二氧化锰,电极比容量为146 F/g.通过在煅烧过程中掺入不同质量比的氧化铝来考察氧化铝添加量对二氧化锰电极材料电容特性以及电容量的影响.实验结果表明,添加氧化铝后的二氧化锰电极材料比未添加的有较好的循环伏安特性,且当添加质量分数为1%时,电极比容量达到最大,为165 F/g,经过200次循环后容量仍保持在90%以上.     

不同形貌二氧化锰的制备及其电化学性能研究

采用水热法,在不同的水热反应温度和反应时间条件下制备了两种晶型和形貌的二氧化锰,并将之用于超级电容器电极材料。借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜以及比表面分析仪等测试手段对二氧化锰材料进行物理结构表征。结果表明:100℃水热反应12 h的产品为纳米片状的δ-MnO_2,其BET比表面积为23.2 m2/g;200℃水热反应36 h的产品为纳米线状的α-MnO_2,其BET比表面积为14.6 m2/g。通过循环伏安、恒电流充放电和电化学阻抗研究了二氧化锰材料的电化学行为。结果表明:δ-MnO_2纳米片的循环伏安曲线比α-MnO_2纳米线电极更接近于矩形;在0.5 A/g电流密度下,δ-MnO_2纳米片的比电容高达283.5 F/g,而α-MnO_2纳米线只有227.5 F/g。     

不同形态MOF-5为前驱体合成多孔碳材料及其超级电容特性

以不同形态的MOF-5为前驱体,直接碳化合成多孔碳电极材料,用X射线衍射(XRD)、透射扫描电镜(SEM)对样品的形貌和结构进行表征,然后再把该样品用作超级电容器的电级材料,利用循环伏安法、恒流充放电对电容器电化学性能进行测试。结果表明,其中一种形式材料要比另一种形式材料的比表面积大,而且孔结构比较丰富,作为超级电容器的电极材料具有良好的电化学性能,在5A/g充放电流下,电容可达125F/g。     

乙二醇辅助合成镍钴氢氧化物及其电化学性能研究

本文一步溶剂热法合成纳米镍钴氢氧化物电极材料,利用乙二醇、CTAB辅助自组装纳米结构的生成。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)技术手段对样品进行表征。在6 mol/L KOH电解液中,利用三电极体系中利用循环伏安法、计时电位法测试检测电化学性能,在1 A/g电流密度下比电容达1384 F/g。     

炭气凝胶/氧化镍原位复合及超电容性能

分别以丙二酸、十二烷基硫酸钠为催化剂和分散剂,在硝酸镍存在下,甲醛和间苯二酚经过凝胶化、高温炭化后得到炭气凝胶/氧化镍复合材料.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对材料的结构和形貌进行表征,采用循环伏安法、充放电曲线和交流阻抗表征样品的电化学性能.结果表明:在-0.4～0.6V(饱和甘汞电极)的电位范围内材料具有良好的电容性能和循环稳定性,在0.5 A/g的电流密度下单电极比电容达到了348.3 F/g,在氢氧化钾电解液中以100mV/s扫描速率循环2000次后比电容值基本不变.     

熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

剑状Bi_2O_3的微波合成及其循环伏安特性

以五水合硝酸铋和乙二醇为原料采用微波辐照法合成了剑状结构的Bi2O3。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附实验对产物进行了表征。循环伏安法测试结果表明,该氧化铋的电化学反应活性很高,在微电极上所作的循环伏安曲线中还原/氧化峰电位、峰电流变化规律等方面有较好的一致性,可以吸附到电极上面改善其性能。     

无机盐水溶液反应合成MnO2纳米粉体及其电容特性

采用无机盐水溶液反应合成了纳米MnO2粉末。X射线衍射结果表明：所制备的MnO2是a-MnO2与γ-MnO2的混合晶相。透射电镜分析表明：所制备的MnO2粒径为4～20nm。由所制备的粉末在300℃煅烧3h后作为活性物质制成电极。在1mol／L的(NH4)2SO4电解液中,在电位范围(以饱和甘汞电极为参比电极)为0．15～0．75V的三电极体系中,通过循环伏安曲线考察了电极的电容性能。循环伏安结果表明：所制备的纳米MnO2具有优异的电容性能,通过恒流充放电测得其比容量最高可达150．4F／g,循环2～3次后．充放电曲线进入稳定状态,说明纳米MnO2具有较好的循环充放电性能。作为电极材料,纳米MnO2具有较好的应用前景。     

自支撑石墨烯/二氧化锰/泡沫镍复合材料的电化学性能

以三维泡沫镍(NF)为模板,在不添加模板剂的条件下,通过电沉积法沉积石墨烯(G),再采用水热合成制备纳米片二氧化锰(Mn O_2),得到自支撑电极复合材料G/Mn O_2/NF,改善其作为电极材料的电化学性能。用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构和表面形貌进行分析,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试了电极复合材料的电化学性能。结果表明:在电流密度为1 A/g的条件下,复合电极材料的比电容达到722 F/g,经过1 000次循环后比电容保持率为97%。     

纳米无定型MnO2/炭黑复合电极的电容特性研究

以聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,加入高比表面积、高导电性的纳米级炭黑,采取化学共沉淀法制备MnO2／炭黑复合电极材料。借助SEM和XRD分析手段对样品结构及性能进行表征。研究结果表明复合材料为无定型、纳米级粉体。以不同的扫描速度、在不同的电位窗口范围内对MnO2／炭黑纳米复合电极作循环伏安测试和以不同的电流进行恒流充放电测试。结果表明：纳米级MnO2／炭黑复合电极在1mol／L的Na2SO4电解质溶液中具有理想的超级电容器特性。复合电极在电位窗口对应于饱和甘汞电极(saturated calomel electrode,SCE)电压为-0．2～ 0．8V范围内,具有良好的电容特性、电化学可逆性和良好的功率特性。复合电极的平均比电容达142．02F／g。     

α-MnO2纳米线的制备及其电化学性能研究

以KMnO4为锰源,采用水热反应在HCl溶液中制备α-MnO2纳米线.探讨了水热反应温度、水热反应时间等对α-MnO2纳米线合成的影响,对制备产物进行了XRD和SEM分析,并初步探索了α-MnO2的电化学性质.结果表明:最佳水热反应时间为24 h、最佳水热反应温度为240℃;α-MnO2纳米线具有良好的电容性能,在1....     

不同质量比PANI/α-MnO_2超级电容器材料的制备及表征

在酸性条件下采用液相共沉淀法合成球状和海胆状的α-MnO2,并以α-MnO2为氧化剂,H2SO4溶液为介质,引发苯胺聚合制备得到不同质量比的聚苯胺(PANI)/α-MnO2复合物。采用XRD、FTIR、SEM等法对材料的形貌和物相进行表征,同时采用循环伏安、计时电位法考察了PANI/α-MnO2复合物在1 mol/L Na2SO4水系电解液中的电化学性能。结果表明,起始原料m(苯胺)∶m(α-MnO2)=1∶3制备的PANI/α-MnO2复合物,在制备电极过程中其质量未到α-MnO2质量一半的条件下,PANI/α-MnO2复合物的比电容达到64.58 F/g,是所合成的α-MnO2比电容(43.49 F/g)的1.48倍,且经过600次循环,其比电容保持率在85%以上,而α-MnO2只有57%的比电容保持率。     

廉价模板法制备MnO2纳米棒及其电容特性研究

该文以可再生、廉价、天然多孔的锯末为模板,采用化学溶液浸渍法合成了MnO2纳米棒.TEM,FTIR,XRD测试结果表明,所得样品为α-MnO2纳米棒,其平均直径为15 nm左右,平均长度约为150 nm.循环伏安和恒流充放电测试结果表明:在1.0 mol?L-1的(NH4)2SO4电解液中,0～1.0 V(vs.SCE)电位区间内,充放电的电流密度分别为1 A?g-1和2 A?g-1时,所制备的α-MnO2的最高放电比电容分别达到了176 F?g-1和138 F?g-1.     

α-MnO_2纳米针的电容性能

通过简单的水热法合成了α-MnO2纳米针,将其用作超级电容器电极材料,通过循环伏安和恒电流充放电测试手段对α-MnO2纳米针电极进行分析。结果表明,以1mol·L-1 Na2SO4为电解液,电极在-0.6~0.6V的电压范围内具有良好的法拉第电容特性;在电流密度为0.01A·g-1时,电极的比电容最高达56.7F·g-1,且500次循环后,比电容保持率为82%,表明其具有良好的循环性能。     

碳化钨载铂的制备及其对硝基苯的电催化还原

以偏钨酸铵（AMT）为钨源前驱体,气流式喷雾干燥仪造粒,得到空心球状结构偏钨酸铵,固定床气固反应,以CO/CO₂为还原碳化气氛在800℃下制备了介孔空心球状碳化钨。采用氯铂酸作为铂源,用浸渍、气相还原法制备了Pt/WC粉末催化剂。通过XRD和SEM测试手段对Pt/WC粉末样品进行了表征,表明Pt成功负载在介孔WC材料上。采用循环伏安法、以Pt/WC粉末微电极为工作电极,研究了Pt/WC对在质子惰性介质中硝基苯的硝基还原的催化作用。结果表明,Pt/WC催化剂对硝基还原有着良好的电催化活性和化学稳定性。     

无定形二氧化锰的绿色合成及其电容行为

以高锰酸钾和聚乙二醇(PEG400)为原料,采用化学沉淀法制备了无定形二氧化锰。借助XRD、TEM、BET、循环伏安、计时电位等手段对所得材料的物理与化学性能进行了表征。结果表明:所得产物为无定形α-MnO2,其在1M Na2SO4溶液中,电位窗口为-0.2~0.8V(vs.SCE)时具有良好的电容特性。研究表明,高锰酸钾与聚乙二醇质量比为1∶2.5(wt%)时所得粉体比表面积最大,其比电容也最高,0.5Ag-1的电流密度下比容量达到了200.5 Fg-1。     

内蒙古某煤矸石低温制备4A沸石实验

以内蒙古某地的煤矸石为原料,采用低温（450 ℃）碱融活化法对样品进行活化,并添加导向剂水热合成4A沸石。实验在30～60 ℃的低温晶化条件下进行,晶化时间为24 h。利用XRD、SEM、FT-IR和BET等测试手段对不同温度下生成的4A沸石加以表征,间接地评价生成沸石的质量。结果表明,在晶化温度为30 ℃时,样品中便有少量的4A沸石生成;当温度达到50 ℃时,即可得到形态较佳、粒径约为2 μm且结晶度较好的4A沸石。     

以四氯化硅水热法合成高纯微米级石英晶体

采用水热法,以多晶硅副产物四氯化硅为原料,碳酸钠为矿化剂,研究了不同温度下石英晶体的合成。并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对其物相结构、形貌和成分进行了表征。结果表明,合成的石英晶体为典型的低温α-石英,呈棱柱状轴向生长;随着温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,在220 ℃下制备得到的晶粒最大,平均粒径为8 μm左右;但当温度为230 ℃时,制备的石英晶体的晶粒反而变小。     

Electrocatalytic oxidation of methanol and ethanol at carbon ceramic electrode modified with platinum nanoparticles

The use of carbon ceramic electrode (CCE) modified with platinum particles was studied for the electrocatalytic oxidation of methanol and ethanol by cyclic voltammetry and chronoamperometry. After preparation of a carbon ceramic as an electrode matrix by sol–gel technique, its surface was potentiostatically coated with Pt nanoparticles at −0.2 V vs. SCE in an aqueous solution of 0.1 M H₂SO₄ containing 0.002 M H₂PtCl₆. The electrocatalyst was characterized by XRD, SEM and cyclic voltammetry. The effective parameters on electrocatalytic oxidation of the alcohols, i.e. the amount Pt loadings, medium temperature and working potential limit in anodic direction were investigated and the results were discussed. This modified electrode showed an enhanced current density over the other Pt-modified electrodes making it more attractive for fuel cell applications.