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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
本文采用溶剂热、原位聚合和真空抽滤相结合的方法制备了用于超级电容器的细菌纤维素/镍钴硫化物/聚吡咯(BC/CoNi2S4@PPy)柔性电极材料,通过X射线衍射、场发射扫描电镜、红外光谱、氮气吸脱附、拉伸强度和接触角表征了材料的形貌结构、组成、机械性能和亲水性,并采用循环伏安法和恒电流充放电测试了复合材料的电化学性能。结果表明,表面含氧官能团丰富的BC纤维网络结构对氧化还原活性物质CoNi2S4的生长和导电聚合物PPy的分布具有引导作用,CoNi2S4均匀分布在BC网络中,且PPy均匀包覆在BC纤维和CoNi2S4纳米球表面构成具有丰富孔隙结构的三维导电网络,使得该复合材料具有较好的机械性(抗拉强度达28.0±0.1 MPa)、亲水性(对6 mol·L-1 KOH的瞬间接触角为43.6°)及良好的导电性。该电极材料在1 A·g-1下比电容高达2670 F·g-1,充放电循环10000次后比电容的保持率为82.73%,且经1000次反复弯曲后电化学性能保持不变。此外,将其与活性炭组成的非对称超级电容器,在1 A·g-1下比电容为1428 F·g-1,最高能量密度和功率密度分别达49.8 Wh·kg-1和741.8 W·kg-1。  相似文献   

2.
通过简单的三步水热法实现尖晶石型过渡金属硫化物CuCo2S4与MoS2的复合, 以三维多孔泡沫镍(NF)为基底, 制得自支撑催化电极MoS2@CuCo2S4-Ni3S2/NF. 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明, MoS2纳米片层密集均匀地生长在CuCo2S4-Ni3S2纳米棒表面, 并形成多级核壳结构. 其碱性条件下(1 mol/L KOH)的电催化析氢性能研究结果表明, MoS2与CuCo2S4的复合和特殊形貌的构筑有效提高了电化学活性面积和电子传导效率, 达到10, 100和300 mA/cm2电流密度分别仅需116, 231和282 mV的过电位, 经2000次循环伏安扫描后, 100 mA/cm2电流密度所对应的过电位仅增大6%, 展现出优异的电催化析氢催化活性及较好的稳定性.  相似文献   

3.
采用模板法合成了Co9S8@Ti3C2复合材料,通过SEM和XRD研究了复合材料的形貌结构。以不同Co9S8负载量的复合材料以及纯相的Co9S8作为正极,以纯镁为负极,苯酚氯化镁-氯化铝/四氢呋喃作为电解液,组装镁离子电池进行测试比较。结果表明,与Ti3C2的复合能够明显缩短电池的活化时间,并且显著提高其电化学性能,Co9S8@Ti3C2-2在100 mA/g的电流密度下循环100次后,放电比容量上升到233 mAh/g。此外,在1 000 mA/g的电流密度下,仍然能够实现69 mAh/g的放电比容量。  相似文献   

4.
以对甲基苯磺酸(TSA)为掺杂剂和乳化剂, 过硫酸铵(APS)为引发剂, 采用现场乳液聚合方法合成了对甲基苯磺酸掺杂聚(苯胺/中性红)复合材料(TSA-PANI/PNR). 利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对共聚物复合材料的结构和形貌进行了分析和表征. 以此复合材料为活性物质制备电极, 以l mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器, 通过恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术研究了其电化学性能. 研究结果表明, TSA-PANI/PNR电极具有比TSA/PANI更优良的电化学性能. 扫描速度为1 mV/s的循环伏安曲线计算结果表明, 其单电极比电容可达到1350 F/g, 而TSA/PANI在相同的扫速下其单电极比电容仅为1038 F/g; 在5 mA放电电流下, TSA-PANI/PNR组装的电容器首次充放电比电容可达到348 F/g, 1000次循环后容量保持87%.  相似文献   

5.
首先采用溶剂热法和高温煅烧法制备1D TiO2纳米带,其次利用溶剂热法将1D TiO2纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn2S4微球中,所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴的复合。二元ZnIn2S4微球/TiO2纳米带复合光催化剂在高浓度染料罗丹明B(RhB)的光降解和Cr(VI)的光还原实验中表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下,ZnIn2S4/TiO2纳米带光催化降解RhB和还原Cr(VI)的效率相较于纯TiO2颗粒(10%,22%)、TiO2纳米带(45%,40%)、ZnIn2S4(62%,65%)、ZnIn2S4/TiO2颗粒(90%,91%)分别提高至100%和100%。最后,通过紫外-可见...  相似文献   

6.
纳米片与空心球上之间的合理界面调控是开发高效太阳能制氢光催化剂的潜在策略。在各类光催化材料中,金属硫化物由于具有相对较窄的带隙和优越的可见光响应能力而被广泛研究。ZnIn2S4是一种层状的三元过渡金属半导体光催化剂,其带隙可控(约2.4 eV)。在众多金属硫化物光催化剂中,ZnIn2S4引起了广泛兴趣。然而,单纯的ZnIn2S4光催化活性仍然相对较差,主要是因为光生载流子的复合率较高、迁移速率较慢。在半导体光催化剂上负载助催化剂是提升光催化剂性能的一种有效方法,因为它不仅可以加速光生电子和空穴的分离,而且还可以降低质子还原反应的活化能。作为一种三元过渡金属硫化物,NiCo2S4表现出较高的导电性、较低的电负性、丰富的氧化还原特性以及优越的电催化活性。这些特性表明,NiCo2S4可以作为光催化制氢的助催化剂,以加速电荷分离和转移。此外,NiCo2S4和ZnIn2S4都属于三元尖晶石的晶体结构,这可能有助于构建具有紧密界面接触的NiCo2S4/ZnIn2S4复合物,从而提高光催化性能。本文中,将超薄ZnIn2S4纳米片原位生长到非贵金属助催化剂NiCo2S4空心球上,形成具有强耦合界面和可见光吸收的NiCo2S4@ZnIn2S4分级空心异质结构光催化剂。最优NiCo2S4@ZnIn2S4复合样品(NiCo2S4含量:ca. 3.1%)的析氢速率高达78 μmol·h-1,约是纳米片组装ZnIn2S4光催化剂析氢速率的9倍、约是1% (w, 质量分数)Pt/ZnIn2S4样品析氢速率的3倍。此外,该复合光催化剂在反应中表现出良好的稳定性。荧光和电化学测试结果表明,NiCo2S4空心球是一种有效的助催化剂,可促进光生载流子的分离和传输,并降低析氢反应的活化能。最后,提出了NiCo2S4@ZnIn2S4光催化析氢的可能反应机理。在NiCo2S4@ZnIn2S4复合光催化剂中,具有高导电性的NiCo2S4助催化剂可快速接受ZnIn2S4上的光生电子,用以还原质子生成氢气,而电子牺牲剂TEOA捕获光生空穴,进而完成光催化氧化还原循环。该研究有望为基于纳米片为次级结构的分级空心异质结光催化剂的设计合成及其光催化制氢研究提供一定的指导。  相似文献   

7.
分别采用一步水热法和两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了二氧化钛(TiO2)纳米棒(NR)阵列和TiO2分枝纳米棒(B-NR)阵列。 利用低温化学浴沉积法(CBD)在TiO2纳米棒阵列(NRA)和TiO2分枝纳米棒阵列(B-NRA)基底上沉积Sb2S3纳米粒子(NPs)。 接着分别旋涂聚-3已基噻吩(P3HT)和2,2'7,7'-四-(二甲氧基二苯胺)螺芴(Spiro-OMeTAD)组装成TiO2(NRA)/Sb2S3/P3HT/Spiro-OMeTAD和TiO2(B-NRA)/Sb2S3/P3HT/ Spiro-OMeTAD为光活性层的杂化太阳电池。 结果表明,由TiO2(NRA)/Sb2S3/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的光电转换效率(PCE)是2.92%,而由TiO2(B-NRA)/Sb2S3/P3HT/Spiro-OMeTAD复合膜结构组装的杂化太阳电池的PCE提高到了4.67%。  相似文献   

8.
We demonstrate a hydrothermal method to fabricate a composite of reduced graphene oxide (rGO) with hollow Co9S8 derived from metal organic framework (MOF), which exhibits a high specific capacitance of 575.9 F/g at 2 A/g and 92.0% capacitance retention after 9000 cycles.  相似文献   

9.
吴倩  高庆平  孙丽梅  郭焕美  台夕市  李丹  刘莉  凌崇益  孙旭平 《催化学报》2021,42(3):482-489,中插48-中插52
电化学水分解制氢作为重要的生产氢能的新能源技术,包括氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER).然而,OER进行的是多步电子转移过程,动力学过程缓慢且过电位高,严重制约了电解水制氢的发展.因此开发低成本、高效稳定的非贵金属催化剂替代贵金属催化剂(RuO2,IrO2)来降低过电位,减少能源消耗十分必要.Ni3S2由于其高导电性、高活性、低成本等优点,具有作为贵金属催化剂替代品的广阔应用前景,但其OER性能仍需进一步提高.对已有的有效OER催化剂进行表界面调控是提高催化剂性能的一种有效策略.CeO2中的Ce3+和Ce4+价态之间可以灵活过渡,使其具有良好的电子/离子导电性、可逆的表面氧离子交换和较高的储氧能力.CeO2的多价性使其有机会与其它基质产生强烈的电子相互作用,良好的电子/离子导电性和较高的储氧能力是提高催化剂析氧活性的有利因素.因此,用CeO2对Ni3S2进行修饰是提高其析氧活性的有效途径.基于此,本文运用水热和电沉积相结合的方法将CeO2修饰到Ni3S2纳米片上,制备得到生长于泡沫镍上的Ni3S2-CeO2纳米片阵列(Ni3S2-CeO2/NF),并运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段进行了表征,以三电极系统测试了其电催化析氧性能及稳定性,并通过密度泛函理论计算进行了验证.XRD结果表明,复合材料中确实存在Ni3S2和CeO2.通过SEM发现,泡沫镍基底上均匀分布着Ni3S2纳米片阵列;电沉积CeO2后,Ni3S2-CeO2仍保持其纳米片特性,但表面变得粗糙.Ni3S2-CeO2的TEM结果也证实了纳米片结构的形成,高分辨率TEM图像清晰的显示出Ni3S2和CeO2之间具有明显的界面.XPS结果表明,Ni3S2-CeO2的Ni 2p的结合能与Ni3S2相比出现负位移.与纯CeO2的Ce 3d谱图相比,Ni3S2-CeO2杂化体系中Ce4+的比例明显增加,表明Ce的价态发生了重排,部分电子转移给了Ni元素.这些结果均说明Ni3S2与CeO2之间存在着较强的电子相互作用.相应的电催化测试结果显示,在1.0 M KOH中,当电流密度达到20 mA cm–2时,Ni3S2/NF需提供356 mV的过电位,Ni3S2-CeO2/NF只需264 mV的过电位,仅次于RuO2/NF.而且,Ni3S2-CeO2/NF在中性条件下也显示出了较理想的析氧活性.Ni3S2-CeO2/NF的Tafel斜率明显低于CeO2/NF和Ni3S2/NF,表明其具有良好的OER反应动力学.循环伏安法和计时电位法结果均表明,Ni3S2-CeO2/NF具有良好的电化学稳定性.电化学阻抗谱测试结果表明,与Ni3S2/NF和CeO2/NF相比,Ni3S2-CeO2/NF明显具有更小的半圆直径,说明其电荷转移阻抗更小,进一步表明CeO2的修饰有助于催化过程中电子的快速转移.在非法拉第区域的循环伏安扫描曲线以及拟合扫描速度对电容电流曲线结果显示,Ni3S2-CeO2/NF的最大电容值大于CeO2/NF和Ni3S2/NF,表明其暴露了更多的活性位点,具有更大的电化学活性表面积;而且,Ni3S2-CeO2/NF在400和500 mV时的电催化析氧转换频率明显高于Ni3S2/NF和CeO2/NF,进一步说明Ni3S2-CeO2/NF具有更高的本征催化活性.密度泛函理论计算表明,由于*OH,*O和*OOH与Ni3S2-CeO2中的Ni和Ce原子相互作用的存在,使得反应中间产物与Ni3S2-CeO2之间的结合强度较纯Ni3S2或CeO2强,使其显示出了更高的OER性能.在经过24 h连续电解后,SEM和TEM结果均表明,Ni3S2-CeO2/NF材料仍保持了其纳米片形貌.稳定性测试后的XPS结果表明,Ni 2p对应的峰强度降低,而与氧化镍物种对应的峰强度增强;S元素在Ni3S2-CeO2表面的信号强度明显降低.根据文献报道,在强烈的氧化环境下,过渡金属硫化物会部分转化为氧化物或氢氧化物,这通常被认为是OER过程的实际催化物种.  相似文献   

10.
采用恒电位方法,选择氯化钾和乙二胺(EDA)为添加剂,在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了高度有序的ZnO纳米片阵列,通过二次电沉积得到了ZnO纳米片上生长纳米棒的微纳分级结构.利用化学浴沉积法在ZnO基底上沉积Sb2S3纳米粒子制备出了Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、瞬态光电流等对其形貌、结构组成和光电化学性能进行了表征和分析.结果表明, Sb2S3/ZnO纳米片上生长纳米棒分级壳核结构的光电流明显高于Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构.在Sb2S3/ZnO纳米片壳核结构和Sb2S3/ZnO微纳分级壳核结构的基础上旋涂一层P3HT薄膜形成P3HT/Sb2S3/ZnO复合结构,以上述复合结构薄膜为光活性层组装成杂化太阳电池,其中, P3HT/Sb2S3/ZnO分级壳核结构杂化太阳电池的能量转换效率最高,达到了0.81%.  相似文献   

11.
Co3O4/reduced graphene oxide composites were synthesized via a simple electrochemical method from graphene oxide and Co(NO3)2·6H2O as raw materials.Co3O4 nanoparticles with sizes of around 30-50 nm were distributed on the surface of graphene nanosheets confirmed by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy.Electrochemical properties of Co3O4/graphene composite were tested by cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge,and electrochemical impedance spectroscopy.The Co3O4/reduced graphene oxide composite was used as the pseudocapacitor electrode in the 2 mol/L NaOH aqueous electrolyte solution.The Co3O4/reduced graphene oxide composite electrode exhibited a specific capacitance of 357 F/g at a current density of 0.5 A/g in a three-electrode system.72% of capacitance was retained when the current density increased to 3 A/g.The Co3O4/reduced graphene oxide composite prepared electrodes show a high rate capability and excellent long-term stability.After 1000 cycles of charge and discharge,the capacitance is still maintained 87% at a current density of 1 A/g,indicating that the composite is a oromising alternative electrode material used for supercapacitors.  相似文献   

12.
Hollow multishelled structures(HoMSs)Co3O4 with specially appointed shell number(double-,triple-and quadruple-)were accurately prepared by a sequential templating approach.Due to the superiorities of inimitable porous multishelled structure,triple-HoMSs Co3O4 achieved the best performance among all the samples with a specific capacitance of 1028.9 F/g at 10 mV/s and 688.2 F/g at 0.5 A/g,respectively.Furthermore,the electrode delivered a high rate performance(89.8%retention at 10 A/g)and excellent cycle stability(6.8%loss over 2000 cycles),showing a great promise for practical application in the future.  相似文献   

13.
近年来,过渡金属硫化物已成为锂离子电池理想的负极材料之一。其中,MoS_2具有的独特二维层状结构使得其能够让Li+在电化学反应中可逆地嵌入和脱出,且拥有较高的理论储锂容量(670 m A·h/g)而受到广泛关注。但MoS_2作为典型的半导体材料,电导率低下且在锂离子嵌入-脱出的过程中会发生较大程度的体积收缩膨胀,所以具有较差的倍率性能和循环性能,限制了其商业化的使用。很多研究通过优化MoS_2结构或与其它导电材料复合来克服上述缺陷。Co_9S_8具有较高的电导率,但由于其迟缓的离子传输动力学表现出低的首次库仑效率及较差的循环稳定性,基于此,将MoS_2与Co_9S_8结合利用二者协同效应来提高复合材料的电化学性能。本文采用溶剂热与气相沉积法制备得MoS_2@Co_9S_8蛋黄结构复合材料电极。MoS_2与Co_9S_8均匀分布于整个蛋黄壳结构,这有利于电子和锂离子的快速传输,从而有效地提升了电极的循环性能和倍率性能。其次,蛋黄壳的空穴有效缓解了在充放电过程中的体积膨胀,及其活性位点有效缩短了离子和电子的传输距离,提高了电极反应动力学并获得高比容量。MoS_2@Co_9S_8蛋黄壳复合物的循环性能与倍率性能在同等条件下均高于Co_9S_8和MoS_2,在电流密度为0.2 A/g下循环500圈后,放电容量仍能维持在631.5 m A·h/g。  相似文献   

14.
Flower-shaped Co3O4nanorods directly grown on nickel foam(Co3O4/NF) were prepared by one step hydrothermal method at low temperature. Co3O4nanorods are directly connected with the nickel foam, and no binder is needed as an additive, so the Co3O4/NF electrode has good electrical conductivity. This flower-shaped structure makes larger surface area of Co3O4nanorods that exposes to the electrolyte, thus promoting the redox reaction. The Co3O4/NF electrode shows a high specific capacitance of 2005.34 F/g at the current density of 0.5 A/g and a high capacitance retention of 98.0% after 5000 cycles. The high superior capacitive performance with high specific capaci-tance and the excellent cyclic performance indicate that the one step hydrothermal method has great potential application in supercapacitors.  相似文献   

15.
韩璐  秦伟 《应用化学》2018,35(8):963-968
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%。  相似文献   

16.
Thiacalixarene-supported Co32nanoclusters encapsulated in polyacrylonitrile nanofibers(Co32@PAN-NFs) by electrospinning have been utilized as precursors to fabricate N-doped CoO@Co9S8 carbon nanofibers(CoO@Co9S8@CNFs) for superior Li-ion storage. The S-rich Co32 clusters capped by organic sheets afforded the well dispersed cobalt oxide/sulfide nanoparticles embedded in carbon nanofiber composites by direct calcination. The N-doped CoO@Co9S8@CNFs nanocomposites have been utilized as anode materials for lithium ion battery with the reversible capabilities being of 1051.8, 967.6, 894.7, 782.7, 669.5 and 525.4 mA·h/g at 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 and 3 A/g, respectively. The CoO@Co9S8@CNFs also showed a relatively high stable capacity of 551.7 mA·h/g at the current density of 1 A/g after 200 cycles of rate experiments. The as-obtained N-doped CoO@Co9S8@CNFs nanocomposites exhibited superior reversible capacity, rate performance, Coulomb efficiency(74.5% vs. 63.9%) and cyclic stability comparing with the CoO@Co9S8@C derived from simple annealing of Co32 templates.  相似文献   

17.
本文在泡沫镍上生长三维网络状结构的石墨烯(3DG),以此为模板合成石墨烯复合电极并将其应用于超级电容器. 采用一步水热法在3DG上合成得到Ni3S2纳米棒结构(Ni3S2/3DG). 通过TEM、XRD、SEM和拉曼光谱等手段表征对Ni3S2/3DG复合材料的形态与结构进行表征. 电化学测试表明,Ni3S2/3DG复合材料具有高的比电容(在扫速为5 mV·s-1下,具有1825.3 F·g-1的比容量)和放电电容(在电流密度10 mA下电容高达516.7 F·g-1). 此外,在电流密度20 mA下具有良好的循环性能(循环1000周后仍能保留约100%的初始电容). 本工作为得到高能量密度和良好的长期稳定性的复合材料提供了参考.  相似文献   

18.
采用一步固相煅烧工艺制备了碳纳米管原位封装Ni3S2纳米颗粒(Ni3S2@CNT),并研究了其作为钠离子电池(SIBs)负极材料的电化学性能. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安测试、恒流充放电以及交流阻抗等研究了Ni3S2@CNT的物相结构、形貌特征以及电化学性能. 电化学测试表明,材料在100 mA·g -1电流密度下,放电容量可以达到541.6 mAh·g -1,甚至在2000 mA·g -1的大电流密度下其放电比容量也可以维持在274.5 mAh·g -1. 另外,材料在100 mA·g -1电流密度下,经过120周充放电循环后其放电和充电比容量仍然可以保持在374.5 mAh·g -1和359.3 mAh·g -1,说明其具有良好倍率性能和循环稳定性能. 良好的电化学性能归因于这种独特的碳纳米管原位封装Ni3S2纳米颗粒结构. 碳纳米管不但可以提高复合材料的导电性,也可以缓冲Ni3S2纳米颗粒在反复充放电过程中产生的体积膨胀效应,明显改善了Ni3S2@CNT负极复合材料的电化学性能.  相似文献   

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