双模板法制备分级孔结构SiC陶瓷

以冰晶和聚苯乙烯(PS)微球为模板,微米级SiC粉体为原料,通过双模板法制备了具有三级孔径分布的多孔SiC陶瓷.研究了SiC的固含量和PS微球的大小对多孔SiC陶瓷的微观形貌、孔隙率和压缩强度的影响.研究结果表明:分级孔结构的多孔SiC陶瓷具有冰模板升华后遗留下的对齐排列的大孔、分布于孔壁中的由PS微球热解留下的中孔和颗粒之间堆积形成的小孔.随着SiC固相含量的增加,大孔孔径和孔容降低,但压缩强度增加.当PS微球粒径约为0.90 μm时,中孔孔径分布在0.7～1.5 μm之间;当PS微球粒径约为2.51 μm时,孔径分布较宽,约为1～3 μm.     

季铵盐插层MXene复合材料的制备及其电容脱盐性能

以MXene(Ti3C2Tx)为前驱体,采用季铵盐(TTAB、CTAB、STAB)为插层剂,制备季铵盐插层MXene复合材料.研究表明,随着季铵盐烷基碳链原子数的增加,MXene的层间距逐渐增大,复合材料的电容脱盐性能随层间距的增加而逐步提高.NaCl溶液浓度为1000 mg·L-1,工作电压为1.2V时,MXene、...     

浓硫酸脱水还原制备石墨烯及其电容性能

利用浓硫酸的脱水性能,在低温下快速处理氧化石墨烯得到硫酸脱水还原石墨烯材料。研究了不同处理方法对材料结构和电容性能的影响。结果表明:一步浓硫酸脱水法对氧化石墨烯的还原效果和水合肼相当;经过稀硫酸开环预处理后,浓硫酸(70 ℃, 30 min)对氧化石墨烯表面含氧官能团的脱除效果更加明显。两步硫酸脱水还原法得到样品的还原程度更高,堆积层数少;形成的石墨微晶区域的数量多,尺寸小。电容测试结果表明,对比于传统的水合肼还原法,浓硫酸脱水法得到的石墨烯材料有更好的电化学性能;两步浓硫酸脱水法得到石墨烯电极材料的比电容为321.8 F·g^-1,经1000次循环伏安测试后,电容保持率为89.7%。     

多孔SiC陶瓷微孔道内合成Silicalite-2分子筛膜

榉木经高温热解转化为生物碳模板, 通过液相渗硅反应工艺制备了保持木材微观结构的多孔SiC陶瓷. 在生物形态多孔SiC陶瓷载体上采用原位沉积晶种-二次生长法在其微孔道内壁形成了一层5 μm厚的Silicalite-2分子筛膜. 利用XRD, SEM和BET对复合材料的相组成、微观结构和比表面积进行了表征, 研究了水热晶化温度对原位沉积晶种和二次生长成膜的影响. 经原位沉积(120 ℃, 36 h)晶种涂层后在载体孔道表面形成了一层球形颗粒堆积的连续晶种层, 经170 ℃, 36 h的二次生长, 晶种不断长大并交织生长形成连续致密单层分子筛膜. 在多孔SiC陶瓷微孔道中沿垂直于载体表面方向形成了一层对齐排列的Silicalite-2棒状晶体, 颗粒生长主要沿晶体的最长轴[101]方向进行. Silicalite-2/SiC复合孔结构材料的微孔体积为0.013 cm³/g, BET比表面积为43.2 m²/g, 而相应的分子筛负载量为9.5%.     

冰模板法制备反应结合多孔Si3N4/SiC复相陶瓷

以微米级SiC和Si粉为原料,采用冰模板法和氮化反应烧结法制备了孔道中修饰α-Si3N4、Si2N2O纳米线的β-Si3N4结合多孔SiC复相陶瓷.研究了反应烧结温度、SiC/Si比和固相含量对多孔陶瓷的物相结构、形貌、孔分布和压缩强度的影响.结果表明:多孔陶瓷具有层状定向通孔结构,孔隙率介于50; ～ 70;之间,孔径分布呈现双峰分布特点;当烧结温度达到1350℃以上时,在层状孔道中交织形成α-Si3N4和Si2N2O纳米线的网络结构.反应温度超过1450℃时,通过液态Si的氮化反应原位形成β-Si3N4结合相将SiC颗粒粘结起来;当浆料中Si含量由16wt;增加至33wt;时,多孔陶瓷的开气孔率从69.78;降至62.64;,而压缩强度由2.2 MPa提高到8.73 MPa;随着浆料固相体积含量从25;增加到45;,多孔陶瓷的气孔率从71.81;降至54.85;,同时压缩强度从4.99 MPa提高到24.16 MPa.     

皱褶表面介孔镍钴硫化物微球的制备及其超电性能

通过一步水热法分别合成了α-NiS、Co₃S₄和CoNi₂S₄纳米介孔电极材料,并研究了其电化学性能。 X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究表明,介孔硫化物是由单相纳米颗粒堆叠组装而成,其中二元系的CoNi₂S₄由纳米片自组装形成了具有皱褶表面的微球形貌。 电化学性能研究表明,二元系的CoNi₂S₄比α-NiS、Co₃S₄具有更高的比电容、更佳的倍率特性和优异的循环稳定性。 在扫描速率为5 mV/s时,CoNi₂S₄材料在6 mol/L KOH电解液中比电容高达1678.3 F/g,优于α-NiS (787.4 F/g)和Co₃S₄(1532.7 F/g),在扫描速率从5 mV/s增加到100 mV/s时,其电容保持率为45.8%,比α-NiS(30.2%)和Co₃S₄(29.3%)高出约15%。 在15A/g的电流密度下,经过900次循环充-放电后,二元系的CoNi₂S₄的电容仍保持在96.3%,库伦效率保持在94.3%左右,说明镍钴双金属硫化物具有优异的循环稳定性能和充放电可逆性。     

Ni3(HCOO)6/还原氧化石墨烯复合电极材料的制备及电容性能

以氧化石墨烯(GO)为前驱体, Ni(NO₃)₂·6H₂O为镍源, 甲酸为配体, N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 通过一步溶剂热法制备了Ni₃(HCOO)₆/rGO复合电极材料. 研究结果表明, 通过金属镍离子和配体在氧化石墨烯表面超分子自组装成核, 形成了“三明治”式的夹心复合结构; 不同的GO浓度对复合材料的物相结构、 晶体尺寸大小、 形貌及电化学性能有很大的影响; 当GO的浓度为8 mg/mL时, 在100 ℃下反应24 h得到的Ni₃(HCOO)₆/rGO复合材料在电解液为1 mol/L KOH, 5 mV/s下比电容高达940 F/g, 经过500次充放电循环后电容的保持率为96.28%.     

水基溶胶凝胶法制备纳米氧化铟锡粉末

氧化铟锡（ITO）;PEG辅助的溶胶 凝胶法;纳米粉末     

用金属生物大分子配合物前驱体制备多孔碳球及其电化学性能

以天然生物大分子鞣花酸(EA)为有机配体,Zn(CH_3COO)_2·2H_2O为锌源,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,在室温下经超分子自组装形成金属生物大分子配合物(Zn EA)前驱体,再经碳化制备了分级多孔碳球.研究了不同碳化温度和酸洗处理过程对多孔碳球的结构、形貌、比表面积和电化学储能的影响.结果表明,在惰性气氛下,1000℃下碳化制备的多孔碳材料(C-Zn EA-1000)的比表面积高达1238 m~2/g,最可几孔径分布约为4 nm;在6 mol/L KOH电解液中,扫描速率为5 m V/s时比电容为216 F/g.当扫描速率由5 m V/s增加到100 m V/s时,其比电容保持率为84.67%,显示了优异的倍率特性.在1 A/g的电流密度下,经过5000周充放电循环后比电容的损失仅为3%,具有优异的循环稳定性.     

电化学电容器储能机理的原位表征技术研究进展

电化学电容器是一种在高比表面积多孔电极表面通过电吸附离子或快速法拉第反应来存储电荷的储能器件.近十年来,通过对电极材料纳米尺度的调控,超级电容器的各项性能指标得到了大幅度提升.深入理解电荷存储机制对进一步提升超级电容器的性能至关重要.本文介绍了近年来国际上采用原位核磁共振技术(in-situ NMR spectroscopy)、电化学石英晶体微天平(EQCM)、原位红外光谱(in-situ infrared(IR) spectroscopy)和原位小角散射技术(in-situ scattering approaches)等电化学原位技术研究超级电容器储能机理方面的进展,并探讨了原位表征技术在构建高性能超级电容器方面所面临的挑战.