Co3O4/石墨烯复合物的水热合成及其超级电容器性能

采用水热法制备了Co3O4/石墨烯复合物,用XRD、FTIR和TEM测试了样品的结构和形貌,采用循环伏安法(CV)、交流阻抗和恒电流充放电测试分别研究了Co3 O4/石墨烯复合物电极的电化学性能.结果表明:石墨烯的掺入增加了Co3O4作为电极材料的可逆性,并降低了Co3O4纳米粒子与电解液的接触电阻和Warburg扩散阻抗.在6mol/L的KOH电解液中,复合物的比电容高达562F/g,1000次循环后比电容仅仅下降了2.6％.     

特殊形貌Co3O4纳米片的制备及其电化学性能

采用不添加任何表面活性剂的水热法,在适当反应温度和反应时间下制备出了直径尺寸大约为300nm左右,厚度约为30nm左右的六边形Co3O4纳米片.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了产物的结构、组成及形貌,利用电化学工作站仪器测试了Co3O4的电化学性能.结果表明:制备的六边形Co3O4纳米片具备良好的电化学性能,单位比电容达到了110F/g,可以作为良好的超级电容器应用材料.     

Y掺杂Mn3O4/石墨烯复合材料的电化学性能

通过水热法在不同反应温度、一定反应时间条件下制备用于超级电容器的Mn3O4,同时实现Y的掺杂和复合石墨烯。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站对样品的形貌、结构与电化学性能进行分析,发现其与标准PDF卡89-4837相吻合,为单一相的Mn3O4,属四方晶系,空间群为I41/amd(No.141)。所制得Mn3O4为棒状颗粒。Y掺杂含量为5%时Y-Mn3O4的比电容可以达到89 F·g^-1,Y-Mn3O4/石墨烯复合材料的比电容可达到267F·g^-1,并且它们的循环伏安曲线为矩形形状,说明Y的掺杂和石墨烯的负载协同提高了Mn3O4的电化学性能。     

Co3O4纳米线阵列@活性炭纤维复合材料的水热合成及电化学应用

以Co(NO₃)₂·6H₂O为钴源, NH₄F和尿素作为添加剂, 通过水热法在粘胶基活性炭纤维(ACF)的表面生长了Co₃O₄纳米线, 制备了Co₃O₄@ACF复合材料并进行了结构形貌表征及电化学性能测试。结果表明: 针状的Co₃O₄纳米线阵列均匀地垂直生长在活性炭纤维表面, 形成了丰富的介孔结构。通过改变Co(NO₃)₂·6H₂O的用量, 可以获得不同负载量的Co₃O₄@ACF复合材料。当Co₃O₄负载量为47wt%时, Co₃O₄@ACF复合材料在1 A/g电流密度下的比电容高达566.9 F/g, 几乎是纯Co₃O₄的2倍; 在15 A/g的电流密度下, 其比电容仍可达到393.3 F/g, 表现了较好的倍率特性; 经过5000次循环充放电后, 其比电容仍可保持84.2%, 展现了优良的循环稳定性。     

超级电容器材料纳米Co3O4的固相法制备及电化学性能

以CoCl2·6H2O和NH4HCO3为原料,通过室温固相反应得到前驱体,将前驱体于350 ℃、空气氛中煅烧3 h,氧化分解得到Co3O4样品.X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)分析表明,所得样品为纳米级立方尖晶石相Co3O4.循环伏安和交流阻抗测试结果表明,Co3O4电极在6 mol·L-1KOH水溶液中具有可逆的法拉第反应特性和较好的动力学性能.恒电流充放电结果表明,以Co3O4电极为正极、活性炭(AC)电极为负极、6 mol·L-1 KOH水溶液为电解质组成的碱性Co3O4/AC混合电容器具有较好的大电流充放电性能和循环稳定性.     

LiMn2O4/活性炭复合材料的电化学性能研究

制备了不同比例的活性炭复合LiMn2O4电极材料,研究其在1mol/L Li2SO4溶液中的电化学性能.循环伏安结果表明复合后电极材料的电容包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的法拉第电容,复合后响应电流在0～0.6V范围内有所增加,且含80%活性炭时响应电流达到最大;恒流充放电结果表明含80%活性炭时的放电曲线也基本呈直线,表现出较好的电容特性,仅复合了20%的LiMn2O4,其容量却增加了25%;交流阻抗结果表明含80%活性炭的复合电极的溶液欧姆电阻仅为0.1Ω,呈现出更理想的电容行为.     

电解质对Fe3 O 4/石墨烯复合材料电化学性能影响的研究

采用溶剂热法制得Fe3 O4纳米片层垂直均匀生长在石墨烯表面的Fe3 O4/石墨烯复合材料,并用XRD、BET、SEM、TEM等表征手段对复合材料的结构进行表征,用CV和GCD等方法对复合材料在KOH、Na2 SO3和Na2 SO4水溶液中的电化学性能进行测试,分析考察了电解质种类和浓度对Fe3 O4/石墨烯复合材料电...     

Co3O4@MnMoO4复合电极材料的制备及其超级电容性能研究

采用两步水热法制备了以泡沫镍作为基底的Co₃O₄@MnMoO₄复合材料,利用SEM、TEM、XRD、比表面积分析仪分别对材料的形貌、尺寸和结构与纯Co₃O₄纳米棒团簇进行了对比。在2.5 mAcm^-2的电流密度下,Co₃O₄和Co₃O₄@MnMoO₄作为电极时的比电容分别为436和663.75 F/g。与Co₃O₄纳米棒团簇相比,Co₃O₄@MnMoO₄复合材料具有更好的电容性能和良好的超级电容器应用潜力。这是由于其具有比Co₃O₄纳米棒团簇更高的电子/离子转移速率、更多的电活性反应位点和更大的电解质浸润面积。     

炭化纳米Co3O4/硅藻土复合材料制备及其性能

利用高温热解炭化制备炭化纳米Co_3O_4与硅藻土复合材料,研究其磁性和吸波性能。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪等测试分析技术对复合材料进行表征。结果表明:平均粒径为50nm的超顺磁性纳米Co_3O_4粒子和无定形碳均匀分散于硅藻土表面和孔隙内,形成稳定的复合体。炭化纳米Co_3O_4/硅藻土复合具有较强的超顺磁性和吸波性能,最大反射率损失为-14.7dB,<-10dB的频率范围大约为14～18GHz,带宽为4GHz。     

Ni/Co3O4花状电极材料的合成及其电化学性能与第一性原理研究

通过水热法制备了一种单质镍掺杂Co₃O₄(Ni/Co₃O₄)的粉末,用伏安特性循环法研究了其电化学性能,同时根据第一性原理从原子尺度和电子结构的角度探究了Ni和Co₃O₄的掺杂机理。首先合成Ni/Co₃O₄粉末;其次对合成的材料结构及性能进行XRD和SEM表征分析,研究不同钴源及同一钴源不同钴镍比对制备的镍Ni/Co₃O₄形貌的影响;最后在不同缺陷和不同掺杂的影响下,建立准确的材料性能预测模型,揭示了修饰电极掺杂改性的微观机理。结果表明,不同钴源均制备出了花状形貌的Ni/Co₃O₄复合材料,电化学性能测试得到其比电容为670F/g;第一性原理计算所得掺杂机理,揭示了电化学修饰的Ni/Co₃O₄复合电极较大提高了材料的导电性能。     

水热法制备花状纳米片簇Li4Ti5O12及其储锂性能

以氢氧化锂和钛酸四丁酯为原料,采用水热法制备出花状纳米片簇Li4Ti5O12粉体,研究了不同原料配比对产物晶体结构的影响。采用XRD、SEM对Li4Ti5O12的晶体结构和形貌进行了分析,结果表明所得产物是由Li4Ti5O12纳米片层组成的花状微球,所得晶体为尖晶石型结构。恒电流充放电实验表明,Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1、1和2C下首次放电比容量分别为160、141和128mAh/g。     

乙二胺改性Co3O4-NiO复合粒子的制备及其超级电容性能研究

利用简单液相共沉淀法制得中间产物Ni(OH)2-Co(OH)2,再经煅烧得到Co3O4-NiO复合粒子;用乙二胺对Co3O4-NiO复合粒子进行改性,改性后Co3O4-NiO微粒分散性提高,形貌为片状,片与片之间相互交叉形成疏松的介孔结构。电化学测试表明Co3O4-NiO电极材料在改性后表现出优良的电化学性能,在电位窗口为0～0.4V时,单电极比电容可达1202F/g,相比改性前提高了171F/g。     

Solvothermal synthesis of hierarchical Co3O4 flower-like microspheres for superior ethanol gas sensing properties

In this paper, hierarchical Co₃O₄ flower-like microspheres have been successfully synthesized on the basis of morphology-conserved transformation method. The key step of this method is to construct flower-like microstructures of the cobalt-containing precursors via manipulating the synthetic parameters in a facile ethylene glycol mediated solvothermal reaction. The as-prepared flower-like microspheres are formed from the assembly of many two-dimensional nanosheets, accompanied by an outside-in dissolution and recrystallization process. Finally, hierarchical Co₃O₄ microspheres with conserved flower-like morphology are obtained through the moderate calcination. When evaluated as a gas sensor, the obtained Co₃O₄ flower-like microspheres exhibit a good response and sensitivity towards ethanol gas, suggesting their promising potential for gas sensors application.     

Hydrothermal synthesis and properties of NiFe2O4@BaTiO3 composites with well-matched interface

NiFe₂O₄@BaTiO₃ multiferroic composite particles were produced by a simple hydrothermal method in two steps: preparing NiFe₂O₄ nanoparticles and then synthesizing core-shell nanocomposites. Multiferroic composite ceramics were sintered from these powders. X-ray diffraction, Raman scattering and energy dispersive x-ray analyses indicated that the core-shell composites with a NiFe₂O₄ core and BaTiO₃ shell were formed in the hydrothermal environment. Different types of sharp interfaces were self-assembled owing to the minimization of direct elastic energy. The saturation magnetization of the composites linearly increased with the NiFe₂O₄ content while the dielectric constant decreased. A dielectric peak appeared at around 460 °C because of the oxygen vacancies in the BaTiO₃ ceramics. It resulted in an enhancement of magnetic permeability in the composites, indicating magnetoelectric coupling that was also observed by direct magnetoelectric measurements.     

NiCo2O4/Co3O4纳米材料的球磨法制备及电化学性能

通过高能球磨碳酸镍、碱式碳酸钴的方法制备了NiCo2O4/Co3O4复合材料.系统研究了原料质量比、球磨参数以及退火温度等对材料的微观形貌、结构、组份以及反应活化能和电化学性能的影响.结果表明,在碳酸镍和碱式碳酸钴质量比为2:8,球磨时间为48 h,退火温度为300℃条件下制得复合材料在电位范围0～0.45 V,电流密...     

Co3O4电化学电容电极材料的制备及性能研究

利用水热法,以硝酸钴为原料,分别以碳酸氢铵、六次甲基四胺为沉淀剂,制备了Co3O4。借助X射线衍射、扫描电子显微镜手段对样品进行表征。以六次甲基四胺为沉淀剂制得的Co3O4,在6 mol.L-1KOH水溶液中,电位窗口为0～0.4V内,通过循环伏安和恒流充放电测试,显示该材料制备的电极具有良好的电容行为。充放电流在为5 mA时,单电极的比容量达到239 F.g-1,是以碳酸氢铵为沉淀剂制得的Co3O4电极的1.57倍,说明以六次甲基四胺为沉淀剂制备的Co3O4具有较好的电化学电容性能。     

Hydrothermal synthesis and properties of NiFe2O4@BaTiO3 composites with well-matched interface

Abstract

NiFe₂O₄@BaTiO₃ multiferroic composite particles were produced by a simple hydrothermal method in two steps: preparing NiFe₂O₄ nanoparticles and then synthesizing core-shell nanocomposites. Multiferroic composite ceramics were sintered from these powders. X-ray diffraction, Raman scattering and energy dispersive x-ray analyses indicated that the core-shell composites with a NiFe₂O₄ core and BaTiO₃ shell were formed in the hydrothermal environment. Different types of sharp interfaces were self-assembled owing to the minimization of direct elastic energy. The saturation magnetization of the composites linearly increased with the NiFe₂O₄ content while the dielectric constant decreased. A dielectric peak appeared at around 460 °C because of the oxygen vacancies in the BaTiO₃ ceramics. It resulted in an enhancement of magnetic permeability in the composites, indicating magnetoelectric coupling that was also observed by direct magnetoelectric measurements.