含二茂铁离子液体电容器的电化学性能

对以含二茂铁(ferrocene, Fc)离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(1-ethyl-3-methylimidazolium tetra-fluoroborate, [BMIm]BF4)作为电解液, 高比表面积的多孔炭作为电极材料构成的电容器的电化学行为进行了探讨. 循环伏安和恒流充放电测试结果表明,含二茂铁离子液体在多孔炭中发生氧化还原反应, 并且该氧化还原反应是扩散控制, 高度可逆的过程. 0.01 mol·L-1 [BMIm]BF4/Fc在电流密度为1 mA·cm-2时的平均比电容为163 F·g-1, 比纯[BMIm]BF4的比电容高63%. 平均比电容的增加表明由Fc参与的氧化还原反应生成的法拉第电容对电容器的总电容有很大的贡献. 同时, 以0.01 mol·L-1 [BMIm]BF4/Fc作电解液的电容器的功率密度为400 W·kg-1, 能量密度高达37.5 Wh·kg-1, 达到了电池的水平.     

1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐作为电化学双电层电容器电解液的电化学性能

应用循环伏安法和直流恒流充放电研究了以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐([EMIm]CF3COO)和高比表面活性炭电极构成的电化学双电层电容器的电化学性能.实验表明,[EMIm]CF3COO具有高的比电容、良好的循环特性以及高的充放电效率.在离子液体稳定的电化学窗口内,比电容随电化学窗口的增加而增大.能量密度随电流和电化学窗口的增加逐渐提高,功率密度随电流的增加而减小、随电化学窗口的增加而增加,是一种优良的电化学双电层电解液.     

介孔氧化镍的合成、表征和在电化学电容器中的应用

以十二烷基硫酸钠为模板剂, 采用尿素为沉淀剂, 用均匀沉淀法, 适当控制尿素的水解速度, 制备具有介孔结构的氢氧化镍胶体, 在不同温度下焙烧处理得到孔分布集中的氧化镍介孔分子筛. 结果表明, 在523 K下焙烧得到的氧化镍BET比表面达到477.7 m²•g^－1. 结构表征还显示, 介孔氧化镍的孔壁为多晶结构, 其孔结构形成机理应为准反胶束模板机理. 循环伏安法表明用NiO介孔分子筛制备的电极有很好的电容性能. 与浸渍法和阴极沉淀法制得的NiO相比, 这种介孔结构的NiO能够大量用来制作电化学电容器电极, 并且保持较高的比电容量和良好的电容性能.     

电化学双电层电容器用新型炭材料及其应用前景

活性炭是目前使用最为广泛的一种电化学双电层电容器（EDLC）的电极材料,但其固有的缺点制约了EDLC性能的进一步提高。用新型高性能炭电极材料可使EDLC比能量和比功率性能进一步提高。这些新型炭材料包括基于石墨层状结构的纳米门炭,基于碳纳米管阵列结构的毛皮炭,通过高温置换反应制备的骨架炭以及电极可整体成型的纳米孔玻态炭。本文介绍了这些炭材料的电化学特性及其在电化学双电层电容器中的应用,指出用这4种新型炭材料制备EDLC的比能量或比功率性能远高于目前活性炭基EDLC,具有良好的应用前景。     

V2O5/C电化学电容器有机电解液的性能研究

以偏钒酸铵为反应原料,采用液相沉淀法制备出不定型V2O5电极材料.以V2O5为正极,石墨为负极,分别选用1.0 mol/L LiClO4/EC+DMC、1.0 mol/L LiPF6/EC+DEC+DMC、1.6 mol/L Et4NBF4/AN 3种有机电解液组成不对称电化学电容器,恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等测试该模拟电容器,如以1.0 mol/LLiClO4/EC+DMC作电解液则具有良好的循环性能和较小的阻抗,且在500 mA/g电流密度下比能量达到8.4Wh/kg,充放电效率达98%.     

氧化钌/活性炭超电容器复合电极的电化学行为

电化学超电容器作为一种新一代储能系统具有广泛的应用领域. 直流充放电、循环伏安以及交流阻抗等实验显示了本文制备的活性碳材料以及复合电极材料具有良好的电化学性能.活性碳材料的质量比容量为172 F•g－1,采用无定形RuO2与上述活性碳复合制成的新型电极材料具有359 F•g－1以上的比容量和良好的功率特性，并对上述材料的双电层电容和法拉第准电容等电化学特性进行了详细的讨论.     

壳聚糖制备多孔炭及其在电化学超级电容器中的应用(英文)

以壳聚糖为原料在 600、700、800和900℃直接炭化制备多孔炭 C-600,C-700, C-800 和C-900,其BET比表面积分别为278、461、515和625 m2·g-1.用恒流充放电和循环伏安法表征了其电化学性能. 结果表明, 由 C-800 制备电极的循环伏安图形更接近矩形, 在恒电流充放电实验中阴极和阳极过程基本对称, 说明该电极具有较好的电容性能.在 50 mA·g-1 的电流密度下,C-600、C-700、C-800和C-900的电容分别为96、120、154 和 28 F·g-1.由 C-800 制备电极的循环充放电稳定性好, 电流密度为1 A·g-1循环1000次后电容损失小于2%,说明壳聚糖制备多孔碳具有作为超级电容器电极材料的潜在价值. 同时还考察了不同浓度的电解液对C-800电化学性质的影响,发现在KOH浓度为 30%时的电容最大.依据实验结果,对多孔炭制备及其电化学性质间的关系进行了探讨.     

高性能超级电容器用废液基多孔炭球的制备和性能研究

具有几何构型的球状结构可以减小电解质离子的传输距离,开发高比表面积、球形结构和制备工艺简单的多孔炭球,对于储能器件十分重要.以生产维生素C过程中产生的废液为原料,利用高温水热炭化和高铁酸钾(K2FeO4)为活化剂制备多孔炭球,并且详细研究了K2FeO4的量对所制备的多孔炭球的电化学性能影响.结果表明,所制备的样品呈现出...     

Fe~(3+)离子对二氧化钛光电化学催化性能的影响

应用电化学阳极氧化法制备Ti上多孔状纳米晶TiO2薄膜,以及不同Fe3+离子掺杂量的二氧化钛薄膜.研究了Fe3+离子掺杂对二氧化钛薄膜吸收光谱和光催化活性的影响,发现Fe3+的掺杂使薄膜的吸收带边发生红移,在可见光照射下其光催化活性也有一定的提高.     

酸性溶液中Fe2+ /Fe3+相互转换对电极还原行为的影响

采用线性扫描伏安法和循环伏安法研究了含有Cl^-、SO₄^2-的酸性溶液中Fe²⁺/Fe³⁺相互转换对电极反应和Fe³⁺还原过程的影响. 结果表明: [Fe]_T=1 mol·L-1条件下,溶液中Fe³⁺/Fe²⁺的还原析出过程经过两个阶段：(1) E=0.35 V左右Fe³⁺还原成Fe²⁺过程; (2) E=-0.3 V之后H+的还原同时Fe²⁺离子与OH^-相结合生产Fe(OH)₂; Fe³⁺/Fe²⁺的相互转化主要影响Fe³⁺的第一还原阶段的还原峰电流和峰电位. |ipa/ipc|值随c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )增大而增大,且扫描速度慢时影响大,扫描速度快时影响小; 0.50 mol·L^-1 Fe²⁺+0.50 mol·L^-1 Fe³⁺时,随扫描速率的变化|ipa/ipc|值变化最小(|i_pa/i_pc|≈1.20). 同时,c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )也影响平衡电位,平衡电位随c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )增大而正移,电位从E₁=0.501 V升至E₅=0.565 V.     

电化学混合电容器用新型聚吡咯/介孔碳纳米复合电极

采用介孔碳CMK-3作为载体,通过化学原位聚合的方法制备出一种新型的聚吡咯/介孔碳(PPy-CMK-3)纳米复合材料.将该纳米复合材料作为正极,配以介孔碳CMK-3为负极和1.0mol·L-1NaNO3中性电解液,组装成为电化学混合电容器.电化学测试表明:在5.0mA·cm-2电流密度和1.4V充放电电位条件下,其放电比容量达57F·g-1,电容器功率密度为2.5×102W·kg-1,能量密度达17Wh·kg-1.当电流密度从5.0mA·cm-2增加至50mA·cm-2时,电容器的容量保持率在80%以上,显示高倍率充放电特性优异.此外,聚吡咯-介孔碳/介孔碳电化学混合电容器易活化,并具有优异的充放电效率和良好的循环稳定性能.     

The Signal Amplification in Electrochemical Detection of Chloramphenicol Using Sulfonated Polyaniline‐chitosan Composite as Redox Capacitor

In this work, a novel redox capacitor was designed for signal amplification in electrochemical detection. It was fabricated by co‐electrodeposition of a conducting polymer, sulfonated polyaniline (SPAN) and chitosan on a glass carbon electrode, and its function was evaluated for being a localized source to transfer electron between FcCOOH (Fc) and Ru(NH₃)₆Cl₃ in solution via redox cycling. Furthermore, the electrochemical detection of chloramphenicol, a broad‐spectrum antibiotic was performed using the redox capacitor in the presence of Fc. A significant amplification in cathodic current response of chloramphenicol was obtained through a continuous redox‐cycling reaction. The performance of the amplifying signal responded linearly to chloramphenicol in a concentration range of 0.05 to 50.0 μmol L⁻¹ with a low detection limit of 0.01 μmol L⁻¹. The proposed approach exhibited good reproducibility and stability, and could be used for detection of chloramphenicol in eye drops by standard addition method with the recoveries from 96.5 % to 103.0 %.     

金属氧化物电化学电容器

电化学电容器是一类利用电化学双电层或电极材料在电极表面及体相发生的氧化还原反应而存储能量的装置，具有高比能量、良好的可逆性和长循环寿命。金属氧化物电极目前主要有贵金属氧化物和过渡金属氧化物。本文简要介绍了金属氧化物电化学电容器的储能机理、特点及应用，总结了电极材料的制备及改性方法；并简要评述了电极材料的研究进展。     

双电层电容器电化学阻抗谱的实验研究

电化学阻抗谱(EIS)是一种很有用的研究电化学性能的技术. 理想的双电层电容器(EDLC)阻抗谱的尼奎斯特图由中高频的45°线和低频的与实轴垂直的直线组成, 可以用孔径分布-传输线模型来解释. 然而, 在研究工作中还发现, 在阻抗谱的高频区出现了半圆弧区域, 为此, 提出的等效模型认为半圆弧可以归因于活性材料之间的接触电阻和接触电容, 以及电极与集流体之间的接触电阻与接触电容. 还研究了充电过程、活性炭和电解液的电导率、导电添加剂和粘结剂的含量、隔膜、活性物质附载量和极片加压等因素对阻抗谱的影响. 其中, 充电截止电压、活性炭的电导率、导电添加剂的含量和极片加压对半圆弧部分影响较为显著.     

聚苯胺在电化学电容器中的应用

The performance of a newly designed, polyaniline activated carbon, hybrid electrochemical capacitor was evaluated. The polyaniline was prepared by the chemical oxidation/polymerization process. The capacitor was assembled by using polyaniline as a positive electrode and an activated carbon as a negative electrode respectively. From a cyclic voltammograms test, a specific capacitance of 420 F/g was obtained for polyaniline electrode. The cycle life of the cell is proved to be more than 1000 times by the Galvanostatic charge and discharge test. Values for the specific energy and real specific power of 15.5 Wh/kg and 2.8 W/g, respectively, are demonstrated for a cell voltage between 0.0 and 1.4 V. The max specific power for the hybrid capacitor amounts to 20.4 W/g.     

苄基紫精在玻碳电极上的电化学行为

本文用循环伏安法研究了苄基紫精(BV~(2+))在玻碳(GC)电极上的电化学行为。BV~(2+)在未活化的GC电极上的电极过程强烈地依赖于BV~(2+)浓度、扫描速度和电位范围。BV~(2+)在活化的GC电极上的吸附能力大为增强,当其浓度低时只表现出吸附BV~(2+)的电极过程,在高浓度下吸附BV~(2+)与溶液中的BV~(2+)同时参与电极过程。讨论了GC电极活化的可能影响。     

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.