纳米氧化镍的低温固相合成及电容性能研究

通过低热固相反应法合成了纳米氧化镍,在不同温度热处理条件下研究氧化镍的结构、形貌及其作为超级电容器电极材料的电化学性能。采用XRD和SEM表征产物的结构特点,采用循环伏安和恒流充放电等方法表征其电化学性能。XRD测试结果表明,所制备的氧化镍为立方相,且随着热处理温度升高,晶型趋于完整。SEM和电化学测试结果表明,高温热处理（>400 ℃）使样品团聚更为严重,导致电极材料利用率降低,质子传递阻力加大,比电容急剧下降;低温处理颗粒分布均匀,粒子间存在孔道,使电极具有较大的比容量（228 F/g）和良好的化学稳定性,在20 mV/s快速扫描速率下,电极显示出良好的倍率特性。     

氮掺杂多孔碳微球的制备与超级电容器性能测试——一个研究型物理化学实验的设计

本论文结合电化学理论内容,设计关于超级电容器电极材料的研究型物理化学实验,采取理论联系实际的教学方式介绍电极材料的制备方法及电化学性能测试原理。使学生更加直观地了解物理化学的前沿热点及先进的研究方法,激发学生的科学研究兴趣,培养学生的实践能力。     

纳米氧化镍的制备及性能表征

以硫酸镍为原料,碳酸氢铵为沉淀剂,吐温-80作为添加剂,采用液相沉淀法,在水溶液中获得前体,然后经煅烧制备纳米氧化镍粉体。采用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,系统地研究了硫酸镍与碳酸氢铵的摩尔比、反应时间、热处理温度以及吐温-80用量对纳米氧化镍收率和粒径的影响。研究结果表明,在硫酸镍与碳酸氢铵的摩尔比1∶4、吐温-80与硫酸镍溶液体积比为1.25∶100、反应时间105min、热处理温度500℃和吐温-80用量为硫酸镍溶液体积的1.25%的条件下,可获得粒径为38～60nm的氧化镍,其收率可达79%。     

纳米氧化镍制备及表征

以六水硝酸镍和氨水为原料,采用配位均匀沉淀法制备了纳米氧化镍。探讨了制备条件对氧化镍前驱体产率和纳米氧化镍平均粒径的影响,得出最佳工艺条件：镍离子浓度为0.8 mol/L,反应物配比［n（氨水）/n（硝酸镍）］为3∶1,沉淀反应温度为80 ℃,反应时间为90 min,焙烧温度为400 ℃,焙烧时间为1 h。同时,利用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）等分析方法对产品组成和形貌进行了表征,结果显示,实验制得的氧化镍纳米晶属标准面心立方晶系结构,晶粒呈球形,平均粒径约为12 nm。     

纳米氧化镍-碳纳米管复合材料的制备及表征

对碳纳米管进行多步功能化处理,成功地制备了纳米氧化镍-碳纳米管的复合材料,经ICP、XRD、TEM表征,结果表明镍纳米粒子在碳纳米管粒度分布均匀并且具有较高的镍负载量。     

微波CVD法制备碳纳米球及结构表征

以甲烷为碳源气体,在不使用催化剂的条件下采用微波化学气相沉积法合成了直径为50nm左右的碳纳米球。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米球的形貌与结构进行观察和分析。实验结果表明,本实验所合成的碳纳米球具有较高的纯度,碳球为实心结构,由围绕着中心排列组成的未闭合的石墨层构成。并结合实验结果对碳纳米球的生长机理进行了探讨。     

PAN基碳纳米微球的制备及表征

通过种子乳液聚合得到聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PAN/PMMA)核壳结构的纳米微球。将经冷冻干燥后得到的PAN/PMMA纳米微球进行预氧化和炭化处理,成功制备出粒径为50 nm的碳纳米微球(Carbon Nanospheres,CNSs)。并利用光散射、傅立叶红外线光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等技术对所合成的PAN/PMMA纳米微球和CNSs进行分析。实验结果表明,PMMA的加入有利于降低PAN基CNSs的粒径,且炭化温度在500～600℃之间得到的CNSs的分散性最好。     

纳米碳材料的超级电容器性能测试

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼对纳米碳材料进行表征。测试结果表明,样品纳米碳具有较高的纯度。循环伏安、充放电及循环等电化学性能测试表明,纳米碳电极的比电容较高,循环稳定性较好,且具有良好的电化学性能。     

碳球@纳米片状钴镍金属氧化物核壳型复合材料的制备及其电化学性能

以葡萄糖为碳源,采用水热炭化法制备碳球,然后以氯化钴和氯化镍为钴源和镍源,六次甲基四胺为沉淀剂,采用水热法和高温处理合成一种核壳结构的碳球@钴镍金属氧化物纳米复合材料,并研究其作为超级电容器电极材料的储能性能。借助X射线衍射、扫描电镜和低温氮气吸附/脱附等对材料的形貌和结构进行表征。采用循环伏安、恒电流充放电及交流阻抗等对材料的电化学性能进行研究。结果表明：碳球的加入能有效改善钴镍金属氧化物的分散性,同时降低材料的电子转移阻力,进而提高其电化学性能。当电流密度为1A/g时,所得碳球@钴镍金属氧化物核壳型复合材料的比电容为984.8F/g;当电流密度增大10倍（10A/g）时,仍保留86.3%的初始比电容值。当电流密度为15A/g时,经过2000次恒电流充放电后复合材料的比电容量保持率为94.6%,体现出较好的循环稳定性能。     

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.     

氧化镍/碳纳米管构筑准固态不对称超级电容器及电化学性能

以Ni(NO₃)₂为原料、NaOH为沉淀剂和羟基化碳纳米管（CNT）为基质首先制备了Ni(OH)₂/CNT复合材料, 然后将其于一定温度下煅烧,使其转变为NiO/CNT复合材料。用X射线粉末衍射仪（XRD）、场发射电子显微镜（FESEM）和透射电子显微镜（TEM）表征了样品的晶相与形貌,结果表明NiO纳米粒子紧密锚附在碳纳米管表面。复合材料可能的形成机理被提出。采用循环伏安法（CV）、单电极充放电和电化学阻抗研究了反应条件对其电化学性能的影响,确定最佳制备条件。将复合材料正极、活性炭负极和PVA-KOH电解质膜组装成准固态不对称超级电容器,电化学性能测试结果表明,在充放电电流密度11.2mA/cm²下,其比电容达到868.0F/g并保持稳定循环3700圈。7500次循环后,其比电容值仍有564.2F/g,显示出高的比电容和长的循环稳定性。     

纳米氧化镍的制备与应用

纳米氧化镍具有优异的催化性能、电学性能,在催化剂、传感器及电池电极等方面得到了广泛的应用。综述了纳米氧化镍的制备方法及其优缺点,指出了纳米氧化镍在制备及其表面改性方面尚待解决的问题。     

碳纳米球纤维基电极材料的制备及性能研究

将一维纳米纤维索纤维(NCFs)作为MoS2的有效分散剂,通过超临界二氧化碳干燥和高温碳化过程制备碳纳米球纤维(CNPFs)/MoS2纳米杂化气凝胶电极材料.利用SEM、EDS、FT-IR和电化学测试等手段对杂化电极材料的组成、结构和电化学性能进行表征.结果 表明,一定量的NCFs是MoS2的稳定分散剂,可以有效阻碍M...     

组氨酸功能化石墨烯量子点@氧化镍的制备及其电化学性能研究

以柠檬酸和组氨酸为碳源构筑了组氨酸功能化石墨烯量子点@氧化镍(His-GQD@NiO)复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及恒流充放电仪等对复合材料的结构、形貌和电化学性能进行表征与分析。结果表明,该复合材料表现出优异的电化学性能,在电流密度为1 A/g时,比电容达到542 F/g,并且具有良好的循环稳定性(5 000次循环后电容保持率为94.8%)。良好的电化学性能归因于材料优异的导电性、结构的稳定性以及高效的电解液传输通道。     

MnO2纳米空心球的制备及其电化学性能

采用水热法通过添加Ce离子制备了MnO₂纳米空心球电极材料。Ce离子对MnO₂的形貌和结晶程度有很大的影响,添加Ce离子后生成由纳米棒组成的中空球,中空球比表面积(BET)达到315.2 m²·g^-1。MnO₂电极电化学测试结果表明:当铈锰摩尔比为0.2时电极材料具有较好的电化学性能,其比电容达到178.6 F·g^-1,与未加Ce离子相比其比电容提高了2.6倍,而且经过1000次循环稳定性测试后比电容仍保留了90.5%。这些结果表明添加Ce离子有利于形成中空结构,并提高了MnO₂电极的比电容。     

木质素/蔗糖基活性炭微球制备及性能研究

木质素与蔗糖复合,通过反向聚合反应制备热固性木质素/蔗糖基微球.对木质素/蔗糖基微球的合成机理及性能进行分析,蔗糖分子作为反应物引入到木质素反相聚合体系中改变和限制了木质素分子的酚醛反应和曼尼希反应.相比木质素微球GLS,制得的木质素/蔗糖基微球GLZS热力学性能更优.将木质素/蔗糖基微球制成木质素/蔗糖基活性炭微球G...     

水热法制备片状纳米氧化镍及其光催化性能

采用水热法制备片状纳米NiO,用XRD和TEM对样品的晶型及颗粒形貌进行了表征。以蒽醌染料KN-R为对象,紫外灯为光源,研究了催化剂热处理温度、催化剂用量、光照时间、染料的初始浓度等因素对染料脱色率的影响,以及催化剂的重复利用效果。结果表明：NiO催化剂能显著降解蒽醌染料KN-R,且能重复利用,在未曝气供氧时,NiO的催化活性优于p-25 TiO2。     

纳米氧化镍的制备及表征

以尿素、NiCl2·6H2O为原料,采用均相沉淀法制备了前驱体Ni(OH)2,再经高温煅烧,得到纳米氧化镍。用TG DTA热分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜观察(SEM)等测量方法对氧化镍前驱体的热分解过程、纳米氧化镍颗粒的晶体结构、粒径和形态进行了研究。     

碳化条件对碳微球结构的影响及其性能评价

以葡萄糖为碳源,直接水热合成法制备碳微球。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪对碳微球进行表征,探究碳化条件对碳微球结构的影响。结果表明,葡萄糖经过碳化由棒状变成球状,碳化温度180℃和碳化时间7 h条件下制备的碳微球结构较均匀,并且含有—OH及—COOH官能团,将制备的催化剂用于纤维素水解时,水解率最高达46. 22%。