酸功能化碳纳米管对多孔碳材料储能活性及稳定性的增强作用

采用球磨法将酸功能化碳纳米管（AMWCNTs）与环糊精均匀混合。 酸功能化有利于增强碳管和环糊精间的相互作用,从而使二者形成均匀、有效的复合。 在N2气保护下碳化并经后续的ZnCl2活化处理,最终获得酸功能化碳纳米管/多孔碳(PC)复合体材料。 采用透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等方法对材料结构进行了表征。 结果表明,碳纳米管在多孔碳骨架内均匀分布,并且复合体同时具有较高的比表面积和良好的导电性。 循环伏安及恒流充放电等电化学测试表明,由于二者的协同作用及碳纳米管在多孔碳骨架内均匀、有效的复合,材料具有较好的电化学储能性能和良好的电化学稳定性。 电流密度为0.5 A/g时,AMWCNTs/PC12-4（其中12代表β-环糊精和AMWCNTs的质量比,4代表酸化碳纳米管/β-环糊精碳与氯化锌的质量比）复合材料的质量比电容为156 F/g,远远高于AMWCNTs（43 F/g）和PC-4（87 F/g）。 经5000次循环后,电极比电容无明显衰减,而且每次恒流充放电的库仑效率均大于99.9%,说明复合材料具有良好的稳定性,是非常有前景的超级电容器电极材料。     

碳纳米管的电化学贮氢性能研究

研究了碳纳米管电极的电化学性能 ,其电化学储氢量达到 2 0 0mAh·g 1且具有高的电化学活性和良好的循环寿命 .采用循环伏安法研究了氢在碳纳米管电极上吸附 /氧化机理 .     

碳纳米管-Mm(Ni-Co-Al-Mn)5复合储氢材料的电化学性能研究

本文首次研究了碳纳米管-MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4复合储氢材料的制备及其电化学性能,在250mA/g放电的条件下,其电化学储氢量达到320mAh/g,相同条件下MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4储氢量为270mAh/g.通过循环伏安法研究氢在复合电极上电化学特性表明,碳纳米管与MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4的复合促进了氢的吸附.     

氮气热处理对CNTs-LaNi5电极电化学性能的影响

研究了碳纳米管(CNTs)氮气热处理后结构的变化, 以及热处理温度对CNTs-LaNi5电极电化学性能的影响. CNTs热处理后, 管壁变薄, 层数变少, 管的外径减小, 更有利于氢气的吸附和脱附. 将碳纳米管与LaNi5储氢合金按质量比1:10混合, 制作成CNTs-LaNi5电极. 800 ℃时CNTs-LaNi5电极的储氢性能最好, 最大容量为519.1 mAh•g-1, 相应的平台电压高达1.19 V. 在500～600 ℃范围内, 随着温度升高, 放电容量有较大幅度的增加; 在600～800 ℃范围内, 随着温度升高, 放电容量有较小幅度的增加; 但到900 ℃时, 放电容量反而下降. 由此可见, CNTs的热处理温度对CNTs-LaNi5电极的电化学储氢性能有着较大的影响. 纯LaNi5电极的放电容量仅为265.6 mAh•g-1, 平台电压仅为0.83 V. 添加了碳纳米管的CNTs-LaNi5电极的电化学活性高于纯LaNi5电极.     

纳米金/碳纳米管复合材料修饰电极催化鲁米诺电致发光体系的研究

制备了纳米金/多壁碳纳米管(MWNT)复合材料修饰电极,并将此电极应用于鲁米诺电化学发光体系.电化学发光实验表明,此复合材料修饰电极同时具备了纳米金和碳纳米管的催化性能.此外通过电极活性表面积测算、电化学交流阻抗实验等方法研究了纳米金和碳纳米管在此体系催化过程中的作用.纳米金/碳纳米管修饰电极具有良好的重现性,可以广泛应用于鲁米诺电化学发光测定体系.     

MO@AB_5(M=Fe,Cu)复合材料的低温水热法制备及其电化学性能

采用低温水热法一步制备出氧化物MO(M=Cu,Fe)与储氢合金La Ni_(3.81)Mn_(0.30)Co_(0.79)Al_(0.10)(AB_5合金)的复合材料.低温水热处理对合金的晶体结构没有影响,SEM-EDS照片显示氧化物均匀附着在合金颗粒表面.合金电极的电化学测试表明,Fe_2O_3@AB_5电极的最大放电容量为332.70 m Ah/g,Cu O@AB_5电极为342.61 m Ah/g,均大于未经处理的AB_5合金电极的323.62 m Ah/g.在1 500 m A/g的放电电流下,Fe_2O_3@AB_5电极和Cu O@AB_5电极的高倍率放电(HRD)分别比未处理的合金电极高13.61%和6.63%.在充放电循环250周期后,电极的容量保持率分别为S_(250)(Fe_2O_3@AB5)=63.17%,S250(Cu O@AB_5)=47.81%,S_(250)(AB_5)=61.33%.复合材料电极电化学性能改善的原因可能是生长在储氢合金表面的过渡金属氧化物具有催化活性并参与了电极充放电反应时的氧化还原反应.     

吡硫醇在单壁碳纳米管修饰电极上电化学行为的研究

研究了吡硫醇在单壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为,提出了一种检测吡硫醇的电化学方法.在0.1 mol/L的NaAc-HAc(pH 4.0)缓冲溶液中,吡硫醇在单壁碳纳米管修饰电极上出现一灵敏的氧化峰,峰电位位于0094 V处.与裸玻碳电极相比,单壁碳纳米管修饰电极显著提高了吡硫醇的氧化峰电流.在最佳实验条件下,吡硫醇浓度在9.9×10~(-6)～5.7×10~(-4) mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系,检出限为2.98×10~(-7) mol/L.吡硫醇在单壁碳纳米管修饰电极上的氧化过程受吸附控制,为1电子2质子的过程.     

Pt/C和Pt/CNTs电极的电化学稳定性研究

采用恒电位氧化法研究了Pt/C和Pt/CNTs电极的电化学稳定性. 相同条件下, Pt/C电极的氧化电流大约为Pt/CNTs电极的2倍; 120 h氧化后, Pt/C电极Pt的电化学表面积下降了21.3%, 而Pt/CNTs电极仅下降了7.6%, 表明Pt/CNTs电极性能衰减较慢. X射线光电子能谱(XPS)分析表明, Pt/C的载体碳黑表面氧增加量大于Pt/CNTs中碳纳米管(CNTs)表面氧的增加量, 说明碳黑的被氧化程度较高, 电化学稳定性差; Pt的表面化学状态没有发生变化; 碳纳米管本身的抗电化学氧化性也大于碳黑. 所以, 载体的被氧化程度不同是两种电极性能衰减不同的主要原因之一, 并且排除了Pt表面状态的影响.     

有序中孔炭的电化学储氢性能

将蔗糖、聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段共聚物和硅源构成的复合物进行预炭化、炭化和除硅处理合成出有序中孔炭, 采用XRD、TEM、HRTEM和N2吸脱附等手段对其进行表征, 并将有序中孔炭制成电极开展恒流充放电储氢性能研究. 结果显示, 具有较高比表面积(720 m2·g-1)和孔容(0.86 cm3·g-1)的有序中孔炭材料的电化学储氢容量为70.1 mAh·g-1, 高于具有相对较低比表面积(610 m2·g-1)和孔容(0.66 cm3·g-1)的有序中孔炭储氢容量(64.1 mAh·g-1). 通过与单壁碳纳米管电极(25.9 mAh·g-1)的对比, 表明有序中孔炭具有良好的电化学储氢性能和更高的电化学活性.     

碳纳米管尺寸对电化学反应活性的影响

制备不同尺寸的多壁碳纳米管(MWNT)修饰电极,应用循环伏安法研究了相同管径、不同管长和相同管长、不同管径的多壁碳纳米管修饰电极在K3Fe(CN)6溶液中的电化学行为及其对尿酸、多巴胺等生物分子的电催化作用,以及尺寸效应对碳纳米管修饰电极电化学活性的影响规律.结果显示,在同一条件下,短管的MWNT比长管的更能有效促进K3Fe(CN)6的电子传递,更有利于对生物分子的电催化;管径对它的电化学行为及生物电催化活性影响较小,无明显规律.主要原因在于碳纳米管管端、管壁的不同电化学活性.     

Electrochemical hydrogen storage in Li-doped pentacene

Porous metal-incorporated nanostructured organic compounds represent an innovative concept in hydrogen storage. This work reports in detail the first practical realization of electrochemical hydrogen storage in such a material, Li-doped pentacene. Although lithium doping is at a very low level the conductivity of pentacene increases considerably after the doping of lithium, which makes ordered layer-stacked Li-doped pentacene very promising as electrode material for electrochemical hydrogen storage. A discharge capacity of ca. 238 mA h g(-1) has been achieved in 6M KOH for the Li-doped pentacene electrode, which is comparable to that obtained from commonly used electrode material, LaNi5 alloy for electrochemical hydrogen storage. Furthermore, a great improvement in the hydrogen storage capacity can be expected from the Li-doped pentacene by simply raising the lithium doping level.     

稀土对LaNi_(3.5)Co_(0.8)Mn_(O.4)Al_(0.3)合金电化学及储氢特性的影响

研究了以Ce,Nd和Pr部分替代LaNi(3．5)Co(0.8)Mn(0.4)Al(0.3)中的La后对合金电化学及储氢特性的影响。稀土含量的变化明显改变合金的电化学及储氢特性。Pr对合金的电化学性能影响小于Ce。Ce使合金的放电容量降低,并升高合金的氢分解压。随着Nd含量的增加,合金的放电容量降低。     

Intensified electrochemical hydrogen storage capacity of multi-walled carbon nanotubes supported with Ni nanoparticles

The electrochemical hydrogen storage properties of Ni-supported multi-walled carbon nanotube (Ni/MWCNT) electrodes were investigated using charge/discharge (C&D) and cyclic voltammetry (CV) techniques. Nickel NPs were deposited on the MWCNT surface, which was first chemically oxidized by H₂SO₄ and HNO₃ (3:1, v/v). Hydrogen storage was carried out by using the Ni/MWCNT electrode as the working electrode in the electrochemical cell. A set of various current densities were applied to the cell to produce (C&D) cycles, and it became optimum corresponding to 1.5 mA current. According to the electrochemical test results, the highest electrochemical discharge capacity of 1625 mAh g^?1 was obtained for the electrode with ratio of 4:1 (MWCNTs to Ni) in the initial cycle, which corresponded to 6.07 wt% H₂. The storage capacity was increased and reached to 4909 mAh g^?1 (18.34 wt% H₂) after 20 cycles, and the electrode maintained the specific capacity as cycling continued. Thus, the Ni/MWCNT electrode displays an excellent cycle stability and a high capacity reversibility. CV measurements also showed that the electrochemical adsorption and desorption amount of hydrogen was increased by Ni loading onto the CNTs and indicated that the electrochemical hydrogen adsorption of the electrode has an activated period.     

纳米氧化铜掺杂对储氢合金电极性能的影响

采用纳米氧化铜作为添加剂制备储氢合金电极, 考察了氧化铜对储氢合金电池储备容量的调节作用, 分析了掺杂后电极及电池质量的变化, 研究了掺杂合金电极的电化学性能, 并用SEM、EIS、CV等方法分析了反应的电化学机理. CV、SEM结果表明, 氧化铜在首次充电过程中被还原成低价态沉积在合金颗粒表面, 由于氧化铜比容量远大于合金, 可以通过掺杂氧化铜调节合金的储备容量. 电化学测试结果表明, 掺杂合金电极具有更好的高倍率充放电能力和循环性能. EIS分析结果表明, 掺杂合金电极导电性增强, 电化学活性提高.     

TiO_2包覆Co_9S_8的制备及其电化学储氢性能

目前,寻找新型能源成为解决能源和环境问题的关键,氢能以其高效能、无污染等优点成为研究重点。其中,开发具有高储氢量和优异循环稳定性的新材料是利用氢能的重要研究方向。近些年,Co_9S_8凭借其优良的电化学储氢性能和较高的储氢容量成为目前研究热点,但其抗粉化性能仍有待于进一步提高。本文采用溶胶凝胶法和煅烧法得到了不同质量分数TiO_2包覆Co_9S_8的电极材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试系统分析包覆材料组成与性能,研究不同质量分数的TiO_2对材料电化学储氢性能的影响。结果表明,当TiO_2质量分数为3%时,产物的储氢性能和循环稳定性最好,最大储氢容量(质量分数)为2.03%,且经过30次充放电后,其放电容量仍能保持在60%。