Mn3O4多面体纳米晶体的制备及其电化学性能

通过对未加添加剂的醋酸锰-乙醇体系的一种简易的水基热解过程,制备了Mn3O4多面体纳米晶体。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、拉曼光谱和X-射线光电子能谱(XPS)等对Mn3O4的结构和形貌进行了表征。提出了Mn3O4多面体纳米晶体的形成机理。循环伏安法(CV)测试结果表明,所制得的Mn3O4电极呈现良好的赝电容性能。在扫描速率为5 mV.s-1时,得到了Mn3O4的最大比电容值173 F.g-1。     

Mn_3O_4/氧化石墨烯纳米复合物的制备及其超级电容性能

利用锰前驱体与氧化石墨烯(GO)原位反应制备了Mn3O4/GO纳米复合物超级电容器电极材料;采用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪分析了纳米复合物的形貌和结构;并利用交流阻抗分析及充放电测试测定了纳米复合材料的电化学性质和电容性质.结果表明,引入氧化石墨烯可增强纳米复合物的导电性及稳定性,提高Mn3O4的电容特性,从而使得纳米复合物具有较高的比电容(350F/g)和较长的循环寿命(超过1 000次).     

MnO2/煤基碳纳米纤维的制备及其在柔性超级电容器中的应用

采用静电纺丝技术制备了柔性煤基碳纳米纤维(CBCNFs)。利用低温等离子体技术对CBCNFs进行改性,并将改性后的CBCNFs作为还原剂与KMn O4反应,以实现Mn O2的原位还原负载制备CBCNFs/Mn O2复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段对复合材料的结构与形貌进行了表征;另外,研究了其作为柔性超级电容器电极材料的性能。结果表明,KMn O4∶CBCNFs=2∶1(质量比)条件下制备的复合材料(CBCNFs/Mn O2-2)具有良好的电化学性能。在0.1A·g-1电流密度下,CBCNFs/Mn O2-2的比电容高达118F·g-1,为CBCNFs比电容(26F·g-1)的4.5倍,在1A·g-1电流密度下,循环1000次后比容量保持率为97%,表现出良好的循环稳定性。     

Co3O4纳米颗粒的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀方法制备前驱体Co(Ⅱ)1-xCo(Ⅲ)x(OH)2-y(NO3)x+y,经焙烧后得Co3O4纳米颗粒。用红外光谱对所制样品的成分进行分析;用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对Co3O4电化学性能进行研究。测试表明,Co3O4-300具有最佳的电容性能,单电极比电容可达338F/g,并且在1A/g电流密度下循环1000周后,比电容仍能保持93%,有望成为电化学电容器的电极材料。     

纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用

采用脉冲电流方法（PGM）合成了具有纳米纤维结构的导电聚苯胺（PANI）.扫描电子显微镜对膜层观察表明, PANI膜是由直径约为100 nm的掺杂态聚苯胺纤维交织而成.以纳米纤维状聚苯胺组成电化学电容器,研究了其电化学电容性能,并与恒电流方法（GM） 制备的颗粒状PANI电容器性能进行了比较.结果表明,在相同的沉积电量下,PGM制备的纳米纤维状PANI电化学电容器比颗粒状PANI电化学电容器具有更大的电容容量,其电化学电容器的比电容可高达699 F•g－1,能量密度为54.6 Wh•kg－1.并且该电化学电容器具有良好的充放电性能和循环寿命.     

Mn2O3微纳米粉体的配合物热解制备与电化学性质（英文）

利用液相扩散法制备了异烟酸锰超分子配合物,通过将其在空气中高温煅烧制备了Mn2O3微纳米粉体。利用FTIR、TG-DTA、XRD、TEM和FESEM对产物进行了表征。电化学测试表明,Mn2O3微纳米粉体在0.5 mol.L-1Na2SO4电解液中表现出良好的电化学电容特性,在电流密度为0.5 A.g-1时其单电极比容量可达到88 F.g-1,循环3 000次后容量保持率可达到80%。     

二氧化锰纳米层的制备及电容性能研究

以Mn(NO3)2、Na OH和H2O2为原料,采用水热技术制备了Na型层状氧化锰(Na-Mn O2)。通过离子交换反应对NaMn O2进行了剥离,得到了氧化锰纳米层胶体分散液。将氧化锰纳米层分散液冷冻干燥后得到了氧化锰重组物(ERMn O2)。通过XRD、SEM和AFM对制备试样进行了分析表征。电化学测试结果表明,在1.0 mol·L-1Na2SO4水溶液中,当电流密度为0.25 A·g-1时,ERMn O2的质量比电容高达117 F·g-1远远高于其前驱物Na-Mn O2的比电容(79 F·g-1),并且表现出相似的循环稳定性。     

LiAl0.03Mn1.97O4的流变相辅助微波合成以及电化学性能

采用一种特殊微波合成法，流变相辅助微波合成法，制备了结晶度好、纯度高的尖晶石相的锂离子电池正极材料LiAl0.03Mn1.97O4。对其进行了XRD分析和SEM研究，并就结构、形貌与传统固相法制备的LiMn2O4、LiAl0.03Mn1.97O4进行了比较。采用这种流变相辅助微波合成法制备的LiAl0.03Mn1.97O4具有优良的电化学性能，电化学性能测试表明，这种材料具有比较高的首次放电容量（115mAh／g）以及良好的可逆性、优异的循环性能，25次循环结束比容量几乎不变，保持在115mAh／g左右，衰减性得到很好的改善。     

聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料的制备及电容性能

以掺氮空心碳球（N-HCS）为骨架,通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺纳米刺/掺氮空心碳球复合材料（PANI/N-HCS）,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱仪等对样品的形貌、结构等进行了表征. 采用循环伏安、计时电位和交流阻抗等方法在1 mol/L H₂SO₄水溶液中考察了材料的电化学性能. 结果表明,PANI/N-HCS具有良好的电化学性能,在0.5 A/g电流密度下,PANI/N-HCS的比电容达346 F/g;当电流密度为20 A/g时,PANI/N-HCS比电容值为228 F/g,电容保持率为66%;在5 A/g电流密度下,经1000次充放电循环后,电容保持率为76%.     

低温热处理制备石墨烯-氧化钴及其超级电容性能

采用简单的水热法制备出功能化石墨烯与CoOOH的复合物,再通过低温热处理得到功能化石墨烯-Co3O4复合材料;采用扫描电子显微镜分析了样品的形貌;测定了其电化学性能和氮气吸脱附行为.结果表明,Co3O4粒子很好地负载在石墨烯片层之间和表面;形成的复合物具有纳米孔道结构,这些纳米孔道结构有利于电解液离子的传输;而石墨烯良好的导电性有利于电子传递和提高Co3O4粒子的电容贡献值.与此同时,复合物在充放电电流密度为1A/g时的电容达320F/g,表现出优异的超电容性能.     

Co3O4纳米线的丙三醇辅助合成及其电化学性质

以硝酸钴和丙三醇为反应物通过反应条件的改变控制制备出Co3O4纳米线.利用粉末X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物的形貌与结构进行了表征.实验发现,在低扫描速率下,Co3O4纳米线电极的循环伏安(CV)曲线呈现出两对氧化还原峰.恒电流充放电实验中,氧化钴纳米线电极在1A.g-1电流密度下的电容为163F.g-1;在1和4A.g-1条件下,其容量随循环次数的增加先上升后下降,1000次充放电循环后容量保持率分别在98%和80%以上,继续增加循环次数则容量下降比较明显.锂离子电池性质测试中,氧化钴纳米线的放电容量为1124mAh.g-1,然而放电容量随循环次数增加下降较快.基于实验结果,对Co3O4纳米线的形成机理及其结构与电化学性质之间的关系进行了探讨.     

有序介孔碳负载NiCo2O4电极的制备及其超电容性能

以有序介孔碳(OMC)为载体,采用共沉淀法制备了OMC/NiCo2O4复合物.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和透射电镜(TEM)研究其结构与形貌,发现NiCo2O4纳米颗粒均匀地负载在有序介孔碳上.循环伏安和恒流充放电测试表明,NiCo2O4质量分数为40%时,在1A·g-1的电流密度下,复合物电极的比电容可以达到577.0F·g-1,电流密度为8A·g-1时,比电容可以达到470.8F·g-1,并具有良好的循环稳定性.在2A·g-1的电流密度下,经过2000次循环后,比电容还可达到508.4F·g-1,电容保持率为92.7%.     

Morphology-controllable synthesis of cobalt oxalates and their conversion to mesoporous Co3O4 nanostructures for application in supercapacitors

In this work, one-dimensional and layered parallel folding of cobalt oxalate nanostructures have been selectively prepared by a one-step, template-free, water-controlled precipitation approach by simply altering the solvents used at ambient temperature and pressure. Encouragingly, the feeding order of solutions played an extraordinary role in the synthesis of nanorods and nanowires. After calcination in air, the as-prepared cobalt oxalate nanostructures were converted to mesoporous Co(3)O(4) nanostructures while their original frame structures were well maintained. The phase composition, morphology, and structure of the as-obtained products were studied in detail. Electrochemical properties of the Co(3)O(4) electrodes were carried out using cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge measurements by a three-electrode system. The electrochemical experiments revealed that the layered parallel folding structure of mesoporous Co(3)O(4) exhibited higher capacitance compared to that of the nanorods and nanowires. A maximum specific capacitance of 202.5 F g (-1) has been obtained in 2 M KOH aqueous electrolyte at a current density of 1 A g(-1) with a voltage window from 0 to 0.40 V. Furthermore, the specific capacitance decay after 1000 continuous charge-discharge cycles was negligible, revealing the excellent stability of the electrode. These characteristics indicate that the mesoporous Co(3)O(4) nanostructures are promising electrode materials for supercapacitors.     

Ti/Ru0.1Ti0.1Sn0.8O2电极电容性能研究

低温热分解法制备Ti/Ru0.1Ti0.1Sn0.8O2.XRD表征该样品结构特性,循环伏安和恒流充放电测定电极性能.结果表明,Ti/Ru0.1Ti0.1Sn0.8O2物相属细小的金红石相,在20 mV/s扫速下该电极比电容达933F/g.1000次充放电循环后,比电容衰减23.6﹪,显示良好的循环稳定性和可逆性.     

Ce掺杂Mn3O4及其电化学电容行为

用溶胶-凝胶方法合成了Mn₃O₄和Ce掺杂Mn₃O₄. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征. 采用循环伏安、电化学交流阻抗和恒流充放电技术对其电化学性能进行了测试. 研究结果表明, Ce掺杂对Mn₃O₄的形貌和电化学性能均有显著影响. 当Ce离子占金属离子总量的3%时, 掺杂Mn₃O₄的单电极比电容高达477 F·g^-1, 比未掺杂的提高了43.7%, 并且表现出更好的循环稳定性.     

Electrochemical performance of NaCo2O4 as electrode for supercapacitors

Sub-micron-scaled sodium cobalt oxide （NaCo2O4） powders are prepared by a solid-state reaction method. Characterization using X-ray diffraction indicates that the synthesized NaCo2O4 has a hexagonal layered structure. The electrochemical performance of the NaCo2O4 electrodes is investigated using cyclic voltarnmetry and galvanostatic charge/discharge in NaOH solution. The results show that the specific capacitance of the NaCo2O4 electrode reaches 337 F/g over the potential range of 0.15-0.65 V at a mass normalized current of 50 mA/g. Moreover, NaCo2O4 exhibits very good stability and cycling performance as a supercapacitor material.     

锂离子电池负极复合材料Al-Co_3O_4的合成及其电化学性能(英文)

采用流变相反应与热处理相结合的方法合成了锂离子电池用Al-Co3O4负极复合材料;利用充放电循环试验测定了复合材料的电化学性能;利用X射线衍射仪、扫描电镜及粒度分布仪分析了复合材料的微结构,考察了Co3O4含量、热处理温度及循环电压范围对复合材料电化学性能的影响;同时探讨了Co3O4纳米微粒在复合材料充放电过程中的作用机理.结果表明,在Al-Co3O4复合材料中,铝基体表面被Co3O4纳米颗粒所包覆;不同组成的复合材料电极的充放电循环性能均优于纯铝电极.     

基于聚多巴胺的氮掺杂碳材料的制备及其电化学性能

多孔碳材料由于高的比表面积、优异的电子传导率、良好的化学稳定性等优点在超级电容器电极材料领域被广泛研究。 碳材料的组成及表面孔结构直接影响其电化学性能,为进一步提高碳材料的电容性能,本文首次以聚多巴胺球为前体,KOH为活化剂,通过高温碳化成功制备了良好电化学性能的氮掺杂多孔碳材料。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱等对所制备的氮掺杂多孔碳材料进行了形貌及结构组成的表征。 在6 mol/L KOH电解液中, 采用循环伏安、恒电流充放电对多孔碳材料的电化学性能进行了研究。 结果表明,由于双电层电容和赝电容的协同作用,在电流密度为1 A/g时,材料的比电容可达269 F/g,充放电循环1000圈后电容仍可保留初始值的93.5%。     

纳米MnO2超级电容器的研究

用固相合成法制备纳米MnO2，作为超级电容器材料，通过循环伏安、交流阻抗与恒电流充放电等测试手段对MnO2电极进行分析.结果表明,以1 mol•L－1 KOH为电解液， MnO2电极在－0.1～0.6 V(vs. Hg/HgO)的电压范围内具有良好的法拉第电容性能.在不同电流密度下，电极比容量达240.25到325.21 F•g－1.恒电流充放电5000次后，电极容量衰减不超过10％.     

高镍系正极材料LiNi0.88Co0.07Al0.05O2的制备及性能表征

以镍钴氢氧化物为原料,采用异丙醇铝水解法合成Ni0.88Co0.07Al0.05(OH)2,将前驱体与锂源充分混合,通过3种烧结条件制备出球形LiNi0.88Co0.07Al0.05O2正极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。研究表明,在500℃下保温3 h、700℃下保温14 h的条件下合成的LiNi0.88Co0.07Al0.05O2具有良好的综合电化学性能,0.2C放电比容量达192.2 mAh·g^-1,首次充放电效率为81.6%,1C放电比容量为190.7 mAh·g^-1,100周后放电比容量为141.1 mAh·g^-1,容量保持率达到73.4%。