PbO~2纳米粉体的固相合成及其对MnO~2电极材料的改性作用

利用固相氧化反应制备了PbO~2纳米粉体样品，借助XRD，TEM以及循环伏安测试对其性质进行了表征。同时，对反应条件的选择进行了讨论。将所得样品用于改性MnO~2电极，恒流放电测试结果表明，样品掺杂量在1.25%～5.00%间对MnO~2有良好的改性效果，可使改性MnO~2的放电容量得到极大提高。循环伏安测试结果表明，铅的掺入改变了MnO~2的放电机理。在循环扫描过程中，掺杂物与MnO~2均不再以单纯氧化物的形式存在，而是形成了一系列Pb(X)(X=0,Ⅱ)Mn(Y)(Y=Ⅳ，Ⅲ，Ⅱ)复合物的共氧化与共还原，抑制了电化学惰性物质Mn~3O~4的生成和积累，从而有望改善MnO~2的可充性能。纳米PbO~2与常粒径PbO~2与常粒径PbO~2(标记为S)对MnO~2的改性机理类似。但前者对MnO~2的改性效果明显优于后者，当恒流放电至-1.0V时，其放电容量较S样改性MnO~2的放电容量平均高出约30%。     

富锂层状正极材料Li_2MnO_3的表面改性及其电化学性能研究（英文）

Li_2MnO_3正极材料具有较高的理论容量(459 m Ah·g~(-1)),不仅安全无毒还能够大大降低电池的制造成本,从而受到越来越多的关注.然而,较低的首圈库仑效率和较差的循环性能妨碍了其在锂电池中的实际应用.在此,作者研究了MgF_2涂层对Li_2MnO_3正极材料的电化学性能.结果表明,MgF_2涂层诱导部分层状Li_2MnO_3向尖晶石相转化,从而降低了首圈不可逆容量,提高库仑效率.重量比为0.5%、1.0%和2.0%的MgF_2涂层电极的初始库仑效率分别为70.1%、77.5%和84.9%,而原始电极仅为57.7%.充放电曲线表明,1.0wt.%MgF_2涂层改性的Li_2MnO_3具有最高的充放电容量和最佳的循环稳定性. 40个循环后1.0wt.%MgF_2涂层样品的容量保持率为81%,远高于原始样品的容量保持率(53.6%).电化学阻抗谱结果表明MgF_2涂层减少了不利成分的快速沉积,并改善了电极的循环稳定性.     

CoTiO3纳米粉体的合成及其对MnO2电极材料的改性作用

采用溶胶-凝胶法制得钙钛矿型CoTiO₃纳米粉体，借助XRD、TEM以及循环伏安测试对其性质进行了表征。不同量的所制样品用于MnO₂电极的物理掺杂，进行了深度恒流放电、循环伏安和充放电测试。结果表明在40%KOH电解质溶液中，样品掺杂量为5%时改性效果较好。纳米CoTiO₃参与了电极反应，抑制了电化学惰性物质Mn₃O₄的生成，从而有效地改善MnO₂的放电性能，放电容量较I.C     

碳布功能化处理及纳米二氧化锰的电化学沉积

利用适当电位范围内的循环伏安扫描对碳布(CC)进行功能化处理,制备部分还原功能化碳布(RFCC).以RFCC为电极基底,进行纳米MnO_2的电化学沉积.研究了溶液组成对MnO_2电化学沉积的影响,并在含(NH_4)_2SO_4溶液中制备了N-MnO_2/RFCC.研究结果表明,适当的功能化处理可显著改善碳布的亲水性,引入的含氧官能团有助于均匀锚定Mn~(2+),诱导纳米MnO_2均匀生长.电化学沉积体系中加入(NH_4)_2SO_4有助于增大MnO_2电极材料的比表面积,提高储能性能.     

纳米ZnO的固相合成及其对锌电极的改性作用

利用固相配位化学反应制备了纳米ZnO粉体 ,借助XRD、TEM进行了表征 ,并采用循环伏安法和循环充放电法对电化学性能进行了分析。循环伏安测试表明 ,在较慢扫速 (1mV s)下 ,不同组成电极的峰形相差较大 ,添加 5 0 %纳米ZnO的混配电极展示出良好的循环可逆性。恒流充放电测试结果表明 ,添加 5 0 %的ZnO对锌电极具有较好的改性作用 ,提高了锌电极的循环充放电性能 ,但纳米ZnO对锌电极的改性效果明显优于普通粒径ZnO。在循环充放电第 2 5周和 3 0周时放电容量分别为 2 2 0mA·h g和 1 98mA·h g。     

富锂层状正极材料Li_2Mn_(1-x)Ti_xO_3的合成及电化学性能

应用简单的高温固相烧结法合成了Ti掺杂改性的Li_2MnO_3材料。电子扫描显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱分析表明Ti元素取代Mn离子掺入到Li_2MnO_3晶格中,且掺杂能有效地抑制一次颗粒的团聚。电化学阻抗和恒流充放电测试结果表明,在2.0~4.6 V的电压窗口下,掺杂改性的样品Li_2Mn_(0.97)Ti_(0.03)O_3的首圈放电比容量达到209 m Ah·g~(-1),库仑效率为99.5%,循环40圈后容量保持率为94%;当电流密度增大到400 m A·g~(-1)时,掺杂改性的样品仍然可以放出120 m Ah·g~(-1)比容量,远高于同等电流密度下未掺杂的Li_2MnO_3原粉的比容量(52 m Ah·g~(-1))。Ti掺杂可有效地改善Li_2MnO_3的循环稳定性和倍率性能,有利于促进该材料的商业化应用。     

NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料的制备与超电容性能

通过化学浴沉积和水热法在泡沫镍上制备了NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料,XRD和SEM测试表明NiO纳米片垂直生长在泡沫镍上,交叉形成网状阵列结构;MnO_2纳米介孔泡沫进一步生长在NiO纳米片两侧,与NiO形成了壳核式的复合结构。循环伏安和恒流充放电测试发现,NiO/MnO_2分级纳米片阵列复合材料的电化学性能相比复合前得到明显改善,在1 A·g~(-1)的电流密度下,比电容提高至1 297 F·g~(-1);2 A·g~(-1)下循环1 000次,比电容保持率高达97%,比电容和循环性能的改善是由于分级纳米片阵列复合结构方便了电解液传质,扩大了活性材料与电解液的接触,促进了赝电容反应,提高了NiO和MnO_2的结构稳定性。     

间接电氧化法合成甘油醛

通过电化学合成前驱体和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2膜,在纳米Ti02膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2-Pt(Ti/nano-TiO2-pt)修饰电极。采用循环伏安法、间接电氧化法研究了纳米Ti02-Pt修饰电极的电催化活性以及Mn^3 ／Mn^2 媒质氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明,纳米Ti02-Pt修饰电极对Mn^2 的电氧化具有高催化活性,电流效率可达90％以上,非均相电解得到的Mn^3 可一步氧化甘油为甘油醛,收率为91％。     

MnO_2包覆改性富锂锰基正极材料作用机理的电化学研究

采用固相反应制备了富锂锰基正极材料,并利用化学沉淀及热处理工艺进行MnO_2表面包覆改性.通过恒流充放电、循环伏安及交流阻抗谱对所得材料进行电化学性能测试,通过改性前后电化学反应的变化研究了MnO_2对富锂锰基材料包覆改性的作用机理.研究结果表明,MnO_2包覆层能发挥储锂作用.在热处理过程中,富锂锰基材料中的锂、镍元素发生迁移扩散,在MnO_2包覆层中形成新的尖晶石复合相,并可逆地参与后续循环反应,这对材料电化学性能的提升具有积极作用.     

纳米α-PbO粉体改性MnO_2的循环伏安行为

探讨了固相合成的纳米α-Pb O粉体样品及其改性 Mn O2 电极的循环伏安行为 .结果表明 ,纳米α-Pb O在碱性电解液中具有优良电化学活性 .铅的掺入改变了 Mn O2 的充放电机理 .在其循环扫描过程中 ,掺杂物与 Mn O2 均不再以单纯氧化物的形式存在 ,而是形成了一系列 Pb( X) ( X=0 , ) Mn( Y) ( Y= , , )复合物的共氧化与共还原 ,抑制了电化学惰性物质 Mn3 O4的生成和积累 ,使 Mn O2 的可逆性得到了明显改善 .纳米α-Pb O样品与普通粒径的α-Pb O样品对 Mn O2 的改性机理类似 .但前者对 Mn O2 的改性效果明显优于后者 .     

锂离子电池MnO/TiN负极研究

以乙酸锰和钛酸四丁酯为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备钛酸锰（MnTiO3）粉体,而后将其粉体高温氨气氮化,可得到MnO/TiN复合材料. 使用X射线衍射（XRD）、X射线能量色散谱（EDS）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征材料的物相结构与组分、观察其形貌. 采用循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗方法测试电极电化学性能. 结果表明,MnO/TiN电极在100 mA?g-1和1 A?g-1倍率放电下,比容量分别为394 mAh?g-1和146 mAh?g-1,均高于单纯MnO电极比容量和倍率性能,这归因于复合材料中的TiN提供了导电网络,并有效地抑制了电极在充放电过程中的体积膨胀效应.     

镧掺杂的二氧化锰/碳纳米管电化学超级电容器复合电极

尽管在二氧化锰/多壁碳纳米管（MnO₂/MWCNTs）上获得了较高的比电容,低电导率仍是制约MnO₂担载量或膜厚度提高的主要障碍.另一个问题是MnO₂/MWCNTs的循环稳定性远低于活性炭.所以截止到目前这一新型材料的应用仍然受到很大的限制.本文采用原位还原的方法制备镧掺杂二氧化锰/多壁碳纳米管电化学超级电容器复合电极材料.分别通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱等技术对这些复合材料的形貌与结构进行了分析.采用循环伏安法、恒电流充放电法和交流阻抗法对其进行了电化学性能的研究.研究结果表明,通过还原MnO₄^-可以在MWCNTs上形成La掺杂MnO₂复合材料.La掺杂降低了复合电极的电阻,这是因为La的引入可以增大MnO₂的晶格缺陷,从而提高材料的电导率以及电极的电化学性能.因此La掺杂是克服MnO₂本征导电性差的有效途径之一.掺杂La可以在不增大电极电阻的情况下提高MnO₂的担载量或膜厚度.La掺杂的更重要的作用是使以MnO₂/MWCNTs作电极的对称电化学超级电容器的循环性能得到显著改善.此外,La掺杂也使复合电极的比电容得到一定程度的提高.     

聚乙撑二氧噻吩/二氧化锰纳米复合物的界面聚合制备及其电化学性能

采用界面聚合法制备聚3,4-乙撑二氧噻吩/二氧化锰(PEDOT/MnO2)纳米复合物. 通过红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)、BET比表面积、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征. 结果表明, 产物是具有丰富的多孔孔道结构的无定型纳米材料, 孔径主要分布在5-25 nm范围内, 比表面积可达98 m2·g-1. 同时用循环伏安(CV)、恒流充放电和交流阻抗(EIS)等电化学测试表明, 在0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中, -0.2 - 0.8 V(vs SCE)的电化学窗口下, PEDOT/MnO2纳米复合物显示出良好的电化学性能, 当电流密度为0.5 A·g-1时, 所制备的PEDOT/MnO2单电极比容量达196.3 F·g-1, 500次循环后样品放电比容量保持90%左右.     

低热固相法制备纳米MnO2/CNT超电容复合电极的循环稳定性

为了改善纳米MnO2超级电容器电极的充放电循环稳定性,以Mn(OAc)2·4H2O、NH4HCO3和碳纳米管(CNT)为原料,采用低热固相反应得到前驱体,再经焙烧和酸处理,制备了一系列CNT含量不同的纳米MnO2/CNT复合电极材料,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积测定方法对其进行了表征.XRD分析结果表明,复合材料中的MnO2为纳米γ-MnO2.研究了复合电极在1 mol·L-1 LiOH电解质中的电化学性能,并与不含CNT的纯纳米MnO2电极进行了比较.结果表明,含CNTs为10%(w,质最分数,下同)和20%的MnO2/CNT复合电极的循环稳定性远优于纯纳米MnO2电极的循环稳定性,其中含10%CNTs的MnO2/CNT复合电极不仪具有良好的循环稳定性,而且在1000 mA·g-1高倍率充放电条件下仍具有200 F·g-1的高比电容.     

二氧化锰/球形活性炭复合材料在有机系超级电容器中的应用

以Mn(NO3)2和中间相炭微球基球形活性炭（MSAC）为原料,采用热分解的方法成功制备了一种新型超级电容器用MnO2/MSAC球形复合材料。 通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对比分析了该复合材料的结构和形貌,并采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗（EIS）、循环充放电研究了电极的电化学性能。 结果表明,MnO2/MSAC球形复合物中的MnO2粒径为100~160 nm;在1 mol/L的LiPF6/(DMC+EC)（EC：乙烯碳酸酯;DMC：碳酸二甲酯) 有机电解液中MnO2/MSAC复合材料所组装的电容器的工作电压可达3.0 V,在0.002 A/cm2电流密度下,MnO2/MSAC球形复合材料的电容器和单纯MSAC材料的电容器的首次循环比容量分别为186和167 F/g,在循环过程中,MnO2/MSAC球形复合材料的电容器循环200次后充放电的库仑效率基本保持在95%以上。 此外,MnO2/MSAC球形复合材料的充放电曲线表现出典型的电容行为;循环伏安曲线也表现出良好矩型特征,同时具有较高的能量密度和良好的功率性能。     

Magnetic phase diagram of nanosized half-doped manganites: role of size reduction

The magnetic properties of ~40 nm Nd(0.5)Ca(0.5)MnO(3) and Sm(0.5)Sr(0.5)MnO(3) nanoparticles are investigated by magnetometry and electronic spin resonance (ESR) spectroscopy. It is found that although their bulk counterparts have quite different magnetic properties at low temperatures, both the nanoparticles exhibit very similar magnetic behaviors, where the charge ordered transitions disappear and weak ferromagnetism emerges below about 100 K. A detailed analysis on the magnetic susceptibilities and the ESR linewidths reveals that for the two compounds the size reduction weakens both the ferromagnetic and antiferromagnetic interactions, and converts the long-range charge orderings to short-range ones. Moreover, the strength of the charge ordered correlations is observed to be not much affected by the size reduction. Based on the present results and the previous studies on various nanosized half-doped manganites, the magnetic phase diagram of the half-doped manganites with the particle sizes of ~25-40 nm is established. We find that this diagram is very similar to those for the bulk near half-doped manganites with large quenched disorder, which allows us to propose that the reported exotic phenomena in the nanosized half-doped manganites should be mainly ascribed to surface disorder effect. These results may provide a deeper insight into the role of size reduction on the physics of half-doped manganites.     

Nanocrystalline MnO thin film anode for lithium ion batteries with low overpotential

Nanocrystalline MnO thin film has been prepared by a pulsed laser deposition (PLD) method. The reversible lithium storage capacity of the MnO thin film electrodes at 0.125C is over 472 mAh g^?1 (3484 mAh cm^?3) and can be retained more than 90% after 25 cycles. At a rate of 6C, 55% value of the capacity at 0.125C rate can be obtained for both charge and discharge. As-prepared MnO thin film electrodes show the lowest values of overpotential for both charge and discharge among transition metal oxides. All these performances make MnO a promising high capacity anode material for Li-ion batteries.     

MWCNTs/metal (Ni, Co, Fe) oxide nanocomposite as potential material for supercapacitors application in acidic and neutral media

Supercapacitive properties of synthesised metal oxides nanoparticles (MO where M = Ni, Co, Fe) integrated with multi-wall carbon nanotubes (MWCNT) on basal plane pyrolytic graphite electrode (BPPGE) were investigated. Successful modification of the electrode with the MWCNT-MO nanocomposite was confirmed with spectroscopic and microscopic techniques. Supercapacitive properties of the modified electrodes in sulphuric acid (H₂SO₄) and sodium sulphate (Na₂SO₄) electrolytes were investigated using cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and galvanostatic constant current charge–discharge (CD) techniques. The specific capacitance values followed similar trend with that of the cyclic voltammetry and the electrochemical impedance experiments and are slightly lower than values obtained using the galvanostatic charge–discharge cycling. MWCNT-NiO-based electrode gave best specific capacitance of 433.8 mF?cm^?2 (ca 2,119 F?g^?1) in H₂SO₄. The electrode exhibited high electrochemical reproducibility with no significant changes over 1,000 cyclic voltammetry cycles.     

α-PbO纳米粉体的固相合成及其对MnO2电极材料的改性作用

固相反应;放电容量;α-PbO纳米粉体的固相合成及其对MnO2电极材料的改性作用