花生壳制备微孔炭及其在电化学超级电容器中的应用

以未使用和使用氢氧化钠溶液处理的花生壳为碳源分别制备出微孔炭PSC-1和PSC-2.PSC-1和PSC-2的比表面积分别为552和726m2·g-1,其主要孔径都约为0.8nm.用PSC-1和PSC-2制备的电极和对称型超级电容器的循环伏安曲线均接近矩形,表明其具有良好的电容特性.在以微孔炭电极为工作电极、铂电极为对电极和银/氯化银电极为参比电极组成的三电极体系测量表明,在0.1A·g-1的电流密度下,PSC-1和PSC-2的比电容达到233和378F·g-1.经过1000次恒电流充放电循环后,在三电极体系和超级电容器中电极均表现出良好的稳定性和电容保持率.基于实验结果探讨了微孔炭的形成机理及其结构与电化学性质之间的联系.     

(英)多孔SnO2/炭微球的制备及其电化学性能研究

以SnCl4·5H2O和可溶性淀粉为原料,采用简便的水热法制备了SnO2/炭微球,通过ZnCl2活化获得多孔SnO2/炭微球。所制备的SnO2/炭微球和多孔SnO2/炭微球均保持良好的球形,粒径集中在1~5μm,SnO2纳米颗粒均匀地分布在炭基体中。与采用同样方法制备的多孔炭微球相比,多孔SnO2/炭微球作为超级电容器电极材料表现出更高的比电容、更低的等效串联电阻以及更好的倍率性能,表明多孔SnO2/炭微球在超级电容器领域具有良好的应用前景。     

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...     

HY分子筛为模板合成的微孔炭及其电化学电容性能

以HY分子筛为模板, 采用糠醇浸渍炭化法和糠醇浸渍-乙腈气相沉积炭化法制备了多种微孔炭材料, 分别标记为PFA系列和AN系列, 并研究了其电化学电容性能. X射线衍射(XRD)测试表明AN系列炭材料较好地复制了HY分子筛模板的孔结构有序性. X射线光电子能谱仪(XPS)测试表明, 乙腈气相沉积在炭材料中引入丰富的含氮官能团. 氮气吸附测试表明, 炭材料是典型的微孔材料, 具有较高的比表面积, 较窄的孔径分布范围. 电化学测试表明, AN系列炭材料电容性能较好, 并具有明显的赝电容, 其中AN8的比电容最大可达210 F·g^-1. AN系列炭材料的电容保持率与材料的导电性和介孔率有关.     

α-MnO2微球的制备及其电化学电容性质

以Ag片作催化剂在室温下制备了具有较高比表面积(177m2/g)的电化学电容器材料MnO2。XRD测试和SEM分析表明,所制备的MnO2为纳米纤维组成的仙人球状微球结构的α-MnO2。交流阻抗、循环伏安、恒流充放电和循环寿命等电化学测试均表明,所合成的α-MnO2微球在1mol/LNa2SO4水溶液中具有良好的电化学电容性能,单电极比电容可达187.1F/g,经1000次循环后电极容量仍保持在90%以上。     

淀粉微球吸附性能的研究

本文对淀粉微球ＴＳＭ的吸附性能进行了研究，测试了ＴＳＭ的最大的吸附量和不同温度下的等温吸附线，并计算出ＴＳＭ的吸附热，得出ＴＳＭ对亚甲基兰的吸附属于化学吸附。将单分子层固－气吸附引入固－液吸附体系，证实了Ｌａｎｇｍｕｉｒ单分子层吸附机理在该体系中的可适用性，计算出５℃时ＴＳ的等温吸附方程为ｑ＝ＴＳＭ的吸附速率方程式为＝０．９４５。     

KOH添加方式对煤基活性泡沫炭电化学性能的影响

以强黏性炼焦煤为原料,经常压自发泡法制得的煤基泡沫炭(NCF)为碳基底,KOH为活化剂,采用机械混合、水溶液浸渍、乙醇浸渍三种不同的方式制备煤基活性泡沫炭(HPCs),并将其用作双电层电容器的电极材料,研究了KOH添加方式对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明,KOH分散度和附着性对煤基活性泡沫炭孔隙结构的生成、晶体结构、表面化学性质以及电化学性能有显著影响。煤基泡沫炭本身具有三维连通泡孔结构,有利于活化剂(KOH)深入材料的泡孔内部并为其提供大量附着位点,增大活化剂与碳基体的接触面积进而发生高效的活化。KOH水溶液的流动性较好,可以使K⁺更有效地穿插在NCF的泡孔结构中,在活化过程中作用于缺陷部位,在碳基体内部基质上产生更多的微孔以及介孔结构,有效地放大了活化效果。KOH水溶液浸渍泡沫炭材料制得的ACF-W样品拥有最高的比表面积(3098.35 m²/g)、总孔体积(1.68 cm³/g)、介孔体积比(59.13%),将其用作电极材料表现出优异的比电容(310 F/g)以及循环稳定性。     

阴离子型淀粉微球的合成及性能研究

本文以淀粉或淀粉衍生物为原料，ＰＯＣｌ３为交联剂，采用逆相悬浮交聚合技术合成了阴离子淀粉微球。以淀粉为基质中性微球不原料，用Ｎａ３Ｐ３Ｏ９作交联剂进行二次交联和阴离子化，得到另一种阴离子型淀粉微球，研究了两种微球的表观形态，粒径分布、溶胀性和吸附载药性能。     

酶法制备微孔淀粉的研究进展

微孔淀粉是淀粉酶在低于淀粉糊化温度下水解生淀粉形成的一种新型变性淀粉.本文综述了酶法制备微孔淀粉的一些相关影响因素,并探讨了酶法制备微孔淀粉的基本研究成果和进展,以及酶法淀粉微孔化技术的前景展望.     

微孔-介孔多级孔炭材料的制备及电化学电容性能研究

采用有机-有机自组装法, 并结合后活化法制备了一类具有微孔-介孔复合孔结构的多级孔炭材料(HPC), 并研究了这类材料的电化学电容性能. 孔结构测试表明, 采用KOH后活化法可以在介孔炭的孔壁上控制性地生成微孔. 电化学测试表明, 与文献中报道的硬模板法制备的介孔炭相比, HPC具有更好的电化学电容性能. 在100 mV/s的快速电压扫描速率下, 它的比电容值能达到168.9 F/g. 更值得指出的是, HPC的高频电容性能非常优异, 在1 Hz时的比电容值高达180 F/g, 这一数值优于任何其它类的电极材料. HPC优异的电化学电容性能应当归功于它特殊的多级孔结构, 有助于电解质离子在孔道内的快速扩散.     

Characterization of Microporous Activated Carbon Electrodes for Electric Double-layer Capacitors

IntroductionElectric double layer capacitors( EDLCs) witha high power density can be used as memory back-up devices or electric vehicles.EDLCs store energyin the electric double layer by charge accumulationon the interface between the electrode and the elec-trolyte. In order to obtain reasonable energies andpower densities,the more suitable material forEDLCs musthave a high surface area with a signif-icant value of specific double layer capacitance,better pore size distribution and electro…     

Preparation and Properties of Magnetic-fluorescent Microporous Polymer Microspheres

Microporous microspheres can be used as functional nanomaterial carriers for their microporous structure and higher specific surface area. In this study, magnetic fluorescent polymer microspheres were prepared by incorporating Fe₃O₄ nanoparticles and CdSe/ZnS quantum dots(QDs) into hyper-crosslinked microporous polymer microspheres(HCMPs) via the in situ coprecipitation method and swelling-diffusion. The HCMPs predominantly have micropores, and their specific surface area is as high as 703.4 m²/g. The magnetic-fluorescent microspheres maintain the superparamagnetic behavior of Fe₃O₄, and the saturation magnetization reaches 38.6 A·m²/kg. Moreover, the composite microspheres exhibit an intense emission peak at 530 nm and achieve good fluorescence.     

Ultralow Cost Electrochemical Sensor Made of Potato Starch and Carbon Black Nanoballs to Detect Tetracycline in Waters and Milk

Detection of traces from pharmaceutical drugs such as antibiotics in drinking water and foodstuff is essential for guaranteeing human health in some environments, and this has to be done with low cost technologies to be widely deployed in public services and industry. In this paper, we describe an ultralow cost (<US$ 0.005 per unit of sensing layer) electrochemical sensor to detect the antibiotic tetracycline, which is made of a homogeneous thin film of potato starch (PS) and carbon black (CB) deposited on glassy carbon electrodes (GCE). Detection of tetracycline was also performed in real samples consisting of tap water, river water, milk and in solutions prepared with commercial tablets of this medicine in the range between 5.0 and 120 μmol L⁻¹, with a detection and quantification limit of 1.15 and 4.47 μmol L⁻¹, respectively. The high sensitivity was attributed to the enhanced conductivity and larger surface area induced by incorporating the carbon black into potato starch. The CB‐PS/GCE electrodes were reproducible and stable, thus serving as a generic platform for detection of other antibiotics and hormones whose redox potentials are similar to those of tetracycline.     

活性炭电极材料的表面改性和性能

以硝酸、双氧水、氨水三种化学试剂分别对活性炭进行表面改性, 用N2吸附法和FTIR表征炭材料改性前后孔结构和表面官能团的变化. 制备了以改性活性炭为电极材料, KOH溶液为电解质的模拟双电层电容器. 用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等方法考察了双电层电容器的电化学性能. 结果表明, 改性活性炭比表面积和平均孔径有所降低, 并且在炭材料表面引入了含氧或含氮官能团, 如—OH、>CO、—NH2等, 使炭材料的润湿性增强、电阻减小、电化学性能显著提高. 用65%硝酸改性后炭材料的比容量最高达到250 F·g-1, 比原样炭提高了72.4%; 实验电容器的漏电流急剧下降, 只有3-18 μA, 为原来电容器的漏电流(371 μA)的0.8%-4.9%.     

Surface Modification and Performance of Activated Carbon Electrode Material

A commercial activated carbon was modified by surface treatment using three chemicals, nitric acid, hydrogen peroxide, and ammonia, respectively. The modified carbons were characterized by N₂ adsorption-desorption isotherms and FTIR spectroscopy. The resultant carbon electrode-based electric double-layer capacitors (EDLCs) were assembled with 6 mol·L⁻¹ KOH as the electrolyte. The influence of surface modification on the performance of EDLCs was studied by galvanostatic charge-discharge, cyclic voltammetry, and alternating current impedance. The surface modification resulted in no big decrease in specific surface area and little decrease in average pore size, and introduced functional groups, such as hydroxyl, carbonyl, and amidogen, on the carbon surface. These functional groups significantly improved the wettability and reduced the resistance of the activated carbon. As a result, the specific capacitance of the carbon modified with 65% HNO₃ reached 250 F·g⁻¹, 72.4% higher than that of original carbon. The leakage current of testing EDLCs decreased unexpectedly to 3-18 μA, only 0.8%-4.9% that of the original carbon electrode-based EDLC (371 μA).     

聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备及电容性能

采用原位聚合法制备了聚苯胺/碳纳米纤维(PANI/CNF)复合材料,用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和孔分布及比表面积测定仪研究了复合材料的表面官能团、组成、表面形貌及比表面积,并运用循环伏安(CV)法和计时电位法测试了PANI/CNF布作为电极材料的电化学性能.研究结果表明:PANI/CNF复合材料具有粗糙的毛刺结构,PANI沿碳纳米纤维均匀分布;PANI/CNF电极氧化还原反应的可逆性良好;在100mA·g-1电流密度下,当PANI含量为44.4%(w)时,复合材料比电容量高达587.1F·g-1,比能量为66.1Wh·kg-1,电流密度为800mA·g-1时比功率可达1014.2W·kg-1;在5A·g-1的电流密度下,1000次循环充放电后,复合材料的比电容量衰减28%.PANI/CNF复合材料具有良好的导电性和快速充放电能力,是一种优良的超级电容器电极材料.     

高容量超级电容器电极材料的设计与制备

超级电容器寿命长,安全性高,并可以实现快速充放电,是化学电源研究的热点之一。然而,超级电容器的能量密度较低限制了其更多的应用。因此,超级电容器领域的研究关注点在如何提高超级电容器的能量密度。其中,提高比容量是提高能量密度的一种有效途径。本文通过对电极材料和电解液的优化来研究制备得到高容量超级电容器的方法。电极材料的比表面积、孔道结构和导电性对其电化学性能有着直接的影响。一方面,通过优化电极材料的孔道结构和比表面积可以增加活性位点并提高电解液离子传导率,从而得到高比电容。另一方面,电极材料导电性的提高有利于提升其电子传导率从而得到较高的比容量。本文分别对碳材料和金属氧化物/氢氧化物的优化达到了增加双电层电容和赝电容的目的。不仅如此,还可以通过在电解液中增加氧化还原电对从而得到高比电容。这一方法为高容量超级电容器的制备提供了新的思路。     

二氧化锡填充多壁碳纳米管材料的制备及电化学性能

用硝酸氧化法处理多壁碳纳米管(MWCNTs), 使得MWCNTs端口打开, 长度变短, 表面得到改性. 通过二氯化锡与硝酸银反应, 过滤后的溶液在浓硝酸环境中, Sn2+在毛细作用下扩散进入碳纳米管管腔, 吸附、成核并在热处理作用下沉积, 从而制备出SnO2/MWCNTs纳米复合材料. XRD和TEM测试表明, 部分SnO2填充到MWCNTs管腔, 形成不连续的纳米颗粒. 电化学测试表明, SnO2填充的MWCNTs可以结合两者的优势, 使得复合材料的循环性能和比容量均有所改善.     

碳纳米管的功能化及其电化学性能

超级电容器作为一种新型的储能元件,以其快速储存、释放能量等优点,近年来成为各国科研工作的研究重点和焦点[1￣3],并在数据记忆存储系统、便携式仪器设备、后备电源、通讯设备、计算机、燃料电池、电动车混合电源等许多领域都有广泛的应用前景[4]。目前,超级电容器用的电极材     

熔盐电化学还原二氧化碳制备碳材料研究进展北大核心CSCD

二氧化碳浓度持续升高导致的温室效应已在全球范围内引发极端天气、冰川融化等一系列生态环境问题。为降低二氧化碳含量,改善气候变暖带来的恶劣影响,研发高效、绿色、安全的二氧化碳处理技术,促进碳资源循环可持续发展刻不容缓。熔盐离子液体作为一种良好的电化学转化介质,为二氧化碳还原提供了一条极具应用前景的技术路线。综述了国内外近几年高温熔盐中二氧化碳的捕获与电化学还原的研究,简述了熔盐电沉积碳的电化学机理和热力学机制,对不同形貌高附加值碳材料:无定形碳、碳球和碳纳米管的制备进行了总结,最后对未来发展方向做出展望。