改性碳纳米管用于超级电容器电极的研究进展

综述了近年国内外碳纳米管电极改性方法的最新研究进展,包括表面修饰、掺杂及改变CNTs的形状等.通过丰富CNTs表面的官能团,产生可使其他离子通过的壁缺陷及扩大CNTs层间距离,削减钠离子运动阻力等方法,提高超级电容器的储能能力及循环稳定性.值得注意的是,碳纳米管电极材料虽然可以提高超级电容器的电容,有巨大的应用前景,但...     

超级电容器碳纳米管与二氧化锰复合电极材料的研究

以碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)为基体材料,采用浓硝酸和浓硫酸的混合液对其进行回流,将CNTs的端帽打开并进行表面改性,通过液相反应在经过回流处理的CNTs上沉积MnO2,制备CNTs／MnO2复合电极材料。利用透射电镜、红外光谱、循环伏安和恒流充放电测试对复合电极材料进行分析,研究MnO2沉积和回流处理对CNTs超级电容器性能的影响。结果表明：基于CNTs／MnO2复合电极材料的超级电容器具有比容高、能量密度高、可逆性好和寿命长等特点。MnO2的质量分数(下同)为65％时,其比容可达134 F／g;MnO2不超过50％时,电容器保持良好的功率特性。通过回流处理不仅产生了大量的电活性官能团,而且CNTs的内表面也被充分利用而形成双电层。     

超级电容器电解质的研究进展

综述了超级电容器电解质的研究现状,重点介绍了适用于新型电极材料的水系电解质以及目前已实现商业化的有机电解质,对离子液体电解质、固体和凝胶电解质的产业化提出了展望。     

二氧化锰基超级电容器研究进展

超级电容器又称电化学电容器,是一种比传统电容器能量密度高,比二次电池功率密度高的新型储能装置。目前被广泛应用于消费电子、交通工具、军事等多个领域。电极材料作为超级电容器的核心部件,决定着整个器件的电化学性能。文章综述了二氧化锰(Mn O2)基超级电容器的研究进展,指出了其未来发展方向。     

氧化镍/碳纳米管复合材料的合成及其在超级电容器上的应用

采用水热法制备了氧化镍/碳纳米管复合电极材料,用XRD和SEM测试了样品的结构和形貌,采用循环伏安法,恒电流充放电和交流阻抗测试了不同掺杂比例的复合材料的电化学性能。结果表明:碳纳米管的掺入增加了复合材料的比表面积和导电性。在1M KOH溶液中,氧化镍与碳纳米管的摩尔比(Ni2+:C)为1:1时,复合材料的电容性最好,达到了232Fg-1。比未掺杂碳纳米管的氧化镍基超级电容器体系比电容提高了4.14倍。其能量密度也明显提高,达到了4.03Wh kg-1。     

超级电容器电解质研究进展

简述了近年来国内外超级电容器各种电解质,包括水系、有机体系、离子液体、固态、氧化还原等电解质的最新研究进展以及重要的理论和技术突破,着重对离子液体、水溶液及有机电解质作为超级电容器电解质的性能进行了比较,并对杂质离子的穿梭效应引起的自放电进行了讨论。最后总结指出开发具有低黏度、高电导率和高电化学稳定性的离子液体电解质是将来超级电容器在基础领域中研究的重点,并有望成为有机电解液的替代者。此外离子液体与混合有机溶剂多种成分的优化组合也是电解质的发展趋势。     

超级电容器准固态聚合物电解质膜的研究

制备了一种介于水凝胶和全固态聚合物电解质之间的聚合物电解质膜,用于活性炭电子双电层电容器。测试表明使用该聚合物电解质膜的双电层电容器的容量为2 15mA·h,其容量、功率特性与KOH水溶液电容器相当。电容器的循环伏安曲线,稳定的充放电循环曲线及交流阻抗谱说明该种聚合物电解质膜在碳基超级电容器的使用电压范围(0～1V)内是稳定的,而且聚合物电解质膜电容器表现出良好的可逆性和循环特性。     

还原氧化石墨烯基水系超级电容器组装工艺研究

以Hummers法氧化、水合肼还原的还原氧化石墨烯为原料,系统的研究了石墨烯基水系超级电容器组装工艺对其性能的影响。结果表明,石墨烯涂覆量为5.3 mg/cm~2,电解液为6 mol/L KOH,PTFE为隔膜时,所组装的超级电容器性能最佳,比容量达184.25 F/g。     

Carbon Nanotubes for Supercapacitor

As an electrical energy storage device, supercapacitor finds attractive applications in consumer electronic products and alternative power source due to its higher energy density, fast discharge/charge time, low level of heating, safety, long-term operation stability, and no disposable parts. This work reviews the recent development of supercapacitor based on carbon nanotubes (CNTs) and their composites. The purpose is to give a comprehensive understanding of the advantages and disadvantages of carbon nanotubes-related supercapacitor materials and to find ways for the improvement in the performance of supercapacitor. We first discussed the effects of physical and chemical properties of pure carbon nanotubes, including size, purity, defect, shape, functionalization, and annealing, on the supercapacitance. The composites, including CNTs/oxide and CNTs/polymer, were further discussed to enhance the supercapacitance and keep the stability of the supercapacitor by optimally engineering the composition, particle size, and coverage.     

氯化钴改性聚苯胺/炭黑超级电容器材料

采用原位化学聚合的方法合成了氯化钴改性的聚苯胺/炭黑复合材料。利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等对其微观形态和电化学性质进行了分析。结果表明,添加钴盐改性的聚苯胺复合材料的电化学活性得到提高,并且显示出良好的放电容量和较好的功率特性。     

碳纳米管修饰玻碳电极的循环伏安实验的改进

循环伏安法是一种重要的电化学分析方法。本实验对铁氰化钾溶液的配制进行了摸索,得出5 mmol/L K_3Fe(CN)_6溶液(含5 mmol/L K_4Fe(CN)_6+0.1 mol/L KCl)时,电极的循环伏安图出峰效果最佳。对分散碳纳米管的溶剂进行改进,结果表明高纯水和有机溶剂溶解的碳纳米管,玻碳电极的修饰效果相差不大,故选择更安全环保的高纯水溶解碳纳米管。教学过程加深了学生对循环伏安法的理解,增强学生的绿色环保意识。     

碳纤维表面处理技术在超级电容器电极材料领域的研究进展

碳纤维具有比表面积大、导电性好、化学稳定性好等特点,是制作超级电容器电极材料的良好原材料。本文对近年来国内外应用于超级电容器电极材料的碳纤维表面处理技术进行了汇总,比较了电化学法、化学合成法、物理涂覆法三种直接在碳纤维表面进行处理方法的优缺点,并介绍了对碳纤维处理后再次碳化和对碳纤维进行杂原子掺杂两种对前驱体进行处理从而进行表面改性的方法。本文将为设计和制造不同用途的碳纤维超级电容器复合材料提供有价值的指导。     

多壁碳纳米管修饰电极对巴西苏木素的定量测定

采用多壁碳纳米管修饰玻碳电极测定巴西苏木素的含量,在优化条件下,巴西苏木素在pH为5.45的B-R缓冲液中在6.8×10-5~8.2×10-3mol.L-1浓度范围内与峰电流呈线性关系(R2=0.989,n=7),对应的线性回归方程为Ip(A)=1.17510-4C(mol.L-1)-5.73210-7,最低检出浓度为2.2×10-5mol.L-1。方法操作简单,灵敏度高。     

富氮多孔碳纤维的制备及其在超级电容器中的应用

以聚丙烯腈（PAN）为前驱体,制备具有发达三维网络结构的大/中孔PAN纤维,采用水合肼和盐酸羟胺处理使PAN纤维在产生交联反应的同时进一步引入氮原子,制备了富氮多孔碳纤维,并考察了富氮多孔碳纤维的形貌结构、孔结构特征及电化学性能。结果表明：富氮多孔碳纤维中的N和O原子含量分别为13.53%和8.01%,在电流密度为0.1 A/g时,比电容为222 F/g,比表面电容达0.80 F/m²。     

超电容器碳纳米管与钼复合电极材料的研究

以碳纳米管（CNTs）为基体材料，用浓硝酸回流处理碳纳米管，TEM（透射电子显微镜）研究表明碳纳米管的端帽被部分打开，通过液相反应对碳纳米管进行表面改性，制备CNTs／Mo复合电极材料，复合电极使电解液和导电材料的接触面积增大，使电极反应的有效表面积增大，反应场所有所增加，从而提高电极电化学反应的活性。基于此复合材料的超电容器具有高比电容、高稳定性、良好的可逆性和长寿命等特点。循环伏安结果表明：CNTs/Mo复合电极的比电容比纯CNTs电极要高出20％。     

碳纳米管复合物修饰电极制备及分析应用

将二氧化钛水凝胶与多壁碳纳米管复合后修饰到玻碳电极表面制备H2O2生物传感器。采用循环伏安法对电极性能进行了表征,探讨了制备及测试最佳条件,用电流-时间曲线法检测样品中H2O2含量。该修饰电极具有响应速度快(<0.5 s)、灵敏和选择性好、还原峰电位(-0.28 V)低等特点。线性范围4.0×10-4~13.0 mmol/L,检测限0.12μmol/L。     

单壁碳纳米管修饰玻碳电极直接测定绿植中的槲皮素

构建了一种简单的单壁碳纳米管(SWNTs)修饰玻碳电极直接测定绿植中槲皮素的方法。不借助于酶,SWNTs电极对槲皮素催化氧化为醌表现出良好的伏安响应。最优条件下,槲皮素的线性范围为1.5×10~(-6)~1.3×10~(-5)mol·L~(-1),检出限为5.0×10~(-7)mol·L~(-1)(S/N=3)。该修饰电极灵敏性、重现性、稳定性好、便于携带。并能用于测定实际样品,获得满意的回收率。     

纳米金／碳纳米管修饰电极测定硝基苯酚

实验制备了纳米金/碳纳米管/Nafion膜修饰电极。研究了在修饰电极上硝基苯酚的电化学特性。实验采用循环伏安法研究硝基苯酚的电化学行为,研究发现在醋酸盐缓冲溶液pH值为4.80（0.2 mol/L HAc-0.2 mol/L NaAc ）底液中,硝基苯酚的浓度与峰电流值在2.5×10-7～1.8×10-5 mol/L范围呈现良好的线性关系,最低检测限5×10-8 mol/L。用此电极对实际样品中硝基苯酚的含量进行了测定。