氧化还原法制备氧化锰超级电容器电极材料

以高锰酸钾(KMnO4)和聚乙烯吡络烷酮(PVP)为原料,采用氧化还原法制备介孔氧化锰.研究发现,产物的晶型和微观结构受KMnO4溶液浓度的影响.当KMnO4溶液浓度从0.1 mol·L-1增加到0.3 mol·L-1,产物从比表面积13.6 m2·g-1的晶态Mn3O4转变成比表面积约60 m2·g-1的非晶态MnO2.电化学测试表明:非晶MnO2具有最佳电化学性能,在2 mol·L-1 KOH溶液中,1 A·g-1的电流密度下的比电容可达442 F·g-1,5 A·g-1的电流密度下循环1100次后比电容保有率为72.6;.     

熔盐法制备亚微米Co3O4超级电容器电极材料

以Co(NO3)2·6H2O为原料,在280 ℃下,采用简单的熔盐法合成了亚微米Co3O4.运用X射线衍射(XRD),扫描电子显微境(SEM)对产物的相结构和形貌进行了分析.通过循环伏安法和恒电流充放电法测试了亚微米Co3O4电化学性能.电化学测试结果表明:在6 mol/L KOH溶液中,保温时间为3h时,Co3O4亚微米颗粒的比电容最高,在0.4 A/g充放电电流密度下放电比电容为187 F/g,并且在1 A/g电流密度下循环1000次后比电容保持首次电容的51.4;.     

石墨烯/金属氧化物在超级电容器中的应用

超级电容器是新颖的储能材料,石墨烯/金属氧化物复合材料是超级电容器的优秀电极材料.石墨烯的褶皱结构促进了离子电子的快速传输并且促进了电解质和电极材料之间的充分接触,金属氧化物具有高的理论比电容,并且可以通过协同效应进行快速可逆的氧化还原反应.它不仅可以提高材料的比功率和比能量,还可以提高材料的循环稳定性.综合石墨烯/金属氧化物复合材料在超级电容器领域的研究现状,对未来复合材料的发展趋势进行了展望.     

超级电容器用MnO2基复合电极材料研究现状与展望

超级电容器因其功率密度高、环保性能优异等特点引起人们的兴趣.二氧化锰具有天然含量丰富、绿色环保、高比容量和晶体结构多样性等优点,是一种优良的电极材料.但二氧化锰的导电性能差,工作过程中结构不稳定等缺点严重影响了其电化学性能.本文对本课题组和国内外学者多年来对MnO2应用金属掺杂、硫化物、碳材料、导电聚合物复合、微观结构改性构建核壳结构等研究成果进行总结概括,并展望今后的工作研究方向和重点.     

电化学法制备石墨烯基复合材料及其在超级电容器中的研究进展

石墨烯及其复合材料作为一种新型功能材料在能量存储领域受到广泛的关注。电化学制备技术相比于其他的制备手段具有安全、高效、绿色的优点。本文综述了电化学法制备石墨烯/纳米金属复合材料、石墨烯/金属氧化物(氢氧化物)复合材料、石墨烯/聚合物复合材料等的研究进展及其在超级电容器上的应用,以期为电化学制备石墨烯及其复合材料在超电领域的研究提供参考。     

过程工程所氧化锰电极材料在超级电容器中的应用研究获进展

超级电容器具有比锂离子电池更高的功率密度以及相对传统双电层电容器更高的能量密度,近年来引起了人们广泛的研究兴趣,并在相关领域实现了商业应用。在众多电极材料当中,氧化锰因其具有理论比电容量高、环境友好、价格低廉等特点,成为最有潜力的超级电容器电极材料之一。然而,比表面积低、电子及     

Ti3C2Tx MXene制备及在超级电容器中的应用研究进展

二维材料(2D)MXenes因其具有高比表面积、高导电率、可溶液加工等特性,作为超级电容器电极材料受到广泛关注。本文中总结了基于HF和氟化盐的刻蚀、基于碱的刻蚀、电化学刻蚀、路易斯酸熔融盐刻蚀等几种Ti₃C₂T_x MXene的制备方法,综述了真空辅助过滤、阳离子自组装、逐层组装工艺、印刷工艺、组装MXene气凝胶和水凝胶等Ti₃C₂T_xMXene基电极材料的组装策略及其在超级电容器的应用。研究表明,不同制备方法和电极组装策略将会影响电极材料的结构和电化学性能。对Ti₃C₂T_x MXene的制备方法和电极组装策略进行了对比总结,指出了研究中存在的问题,并展望了MXene今后的研究方向。     

氢氧化镍超级电容器电极材料电流变化规律研究

用水热法制备了氢氧化镍超级电容器材料,对它的充放电电流强度随时间的变化进行测试分析,确定变化规律的解析式.在此基础上,应用速度反应理论,得到放电电流强度的半衰期tm、衰减常数β随温度等的变化关系.结果表明:充放电过程中的电流强度随时间的变化均具有指数形式,材料放电过程的电流随时间的变化按负指数规律减小,其半衰期、衰减常数,除与反应常数以及生成物与底物的化学势有关外,还与反应室的温度有关:升高反应室的温度,会使半衰期增大.理论与实验结果基本符合.     

高性能MXene基微型超级电容器电化学性能的研究

近年来,MXene由于其高导电率与表面亲水性,良好离子传输性能和优异的机械性能,在储能领域中得到了广泛的关注并取得了一定的研究进展,其中对Ti₃C₂T_x MXene材料的研究是最早也是最普遍的。本文研究分别通过在纤维素纸、普通A4纸、较光滑滤纸、粗糙滤纸上喷涂相同质量的MXene溶液和在同一种纸张衬底上喷涂不同厚度的薄膜,接着利用激光雕刻机雕刻相同形貌的插指图案,并组装成微型超级电容器。通过电化学性能测试,从而揭示不同厚度及不同纸基衬底对MXene基微型超级电容器电化学性能的影响。单个器件面电容达到78 mF/cm²,在功率密度为115.5 mW/cm²时,能量密度高达14.1 mWh/cm²。将四个器件进行串联,可以驱动一个时钟。     

用于超级电容器的二硫化钼纳米片制备及电化学性能研究

以钼硫摩尔比为1∶15的钼酸钠和硫脲为原料,采用高温固相法结合球磨的方法制备二硫化钼(MoS₂)纳米片并用于超级电容器。利用热重-差示扫描量热、X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的热稳定性、物相及微观形貌进行表征,并采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等技术测试样品的电化学性能。结果表明：经过750℃烧结并于700 r·min^-1转速下球磨10 h所制的MoS₂层数为88层;在充放电电流密度为0.5和1 A·g^-1条件下,该样品比电容分别为82.4和60.9 F·g^-1(优于球磨前的54.6和24.0 F·g^-1),经过2 000次充放电循环,比电容保持率达92.4%。     

TiO2-CeO2对电极材料的制备及其应用

本文采用溶胶-凝胶法制备TiO2-CeO2复合薄膜以期用于电致变色器件作对电极.通过调节Ti与Ce的原子摩尔配比对成膜的质量进行了研究.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光吸收光谱(UV)、循环伏安法对制得的复合薄膜的晶体结构、表面形貌及循环特性进行了表征.结果表明,当Ti与Ce的原子摩尔比为1:1时,制得的复合薄膜表面平整、致密,呈非晶态结构;在离子注入-抽出过程中,薄膜具有较快的电化学响应和较高的电荷容量.将该复合薄膜用于全固态电致变色器件中作对电极,当负载电压为3.4 V时,器件在632.8 nm波长处的色调范围达到56.8;,获得了良好的变色性能.     

膜厚可调CuS对电极的研制与光伏应用

利用化学浴沉积法在FTO基底上制备了厚度可调CuS对电极(CE).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计及电化学工作站对CuS对电极的物相结构、微观形貌、光学性质及电化学性能进行了表征.结果表明,在多硫电解液体系中,CuS对电极的电催化活性优于Pt电极;调控沉积周期,可进一步优化CuS对电极表面形貌及电化学性能;CuS对电极最佳沉积周期为6个周期(C),此时电荷转移电阻达到最小值0.67Ω/cm2,与CdSe胶态量子点敏化TiO2光阳极组装的电池,能量转换效率可达2.11;.     

石墨烯及其纳米复合材料的制备与应用研究

石墨烯作为一种新兴二维碳纳米材料,具有完美的晶体结构和诸多优异的物理化学性能.石墨烯独特的电学、热学、光学和力学性能,使其在电子器件、导热材料、气体传感器、感光元件以及环境科学等领域具有广阔的应用前景.其潜在的实际应用价值,使石墨烯材料的开发成为当前最受关注的研究热点之一.本文从石墨烯的来源、结构、分类和基本性质出发,概述了石墨烯及其衍生物的制备方法及属性特征,进而介绍了石墨烯及其衍生物纳米复合材料在电子、材料、储能和环境等领域中的最新研究进展,并对石墨烯及其纳米复合材料的发展前景进行了展望.     

Ti/SnO2-IrO2电极的制备及其电化学降解对氯苯酚

电化学氧化法降解水中毒性有机物具有低碳、节能、清洁等优点,该技术的关键是开发高效、稳定、价格低廉的阳极。本文采用热分解法制备了Ti/SnO₂-IrO₂电极,对电极进行表征和电化学性能分析,并降解了对氯苯酚。考察不同因素(电流密度、目标污染物初始浓度、Cl^-浓度)对降解效果的影响。结果表明,Ti/SnO₂-IrO₂电极具有较长的寿命和良好的电化学性能。当电流密度为20 mA·cm^-2,对氯苯酚初始浓度为300 mg/L,Cl^-浓度为1 000 mg/L时,化学需氧量(COD)去除率可达89.02%,同时电极具有较低的能耗0.596 kWh·g^-1,表现出优异的催化性能。该电极具有一定的工业应用前景。     

银纳米线基透明电极的预处理优化及其在柔性电致变色器件中的应用

利用简单的离心抽滤处理,预先分离除去水热产物中具有较低长径比的纳米线及小尺寸颗粒,提高较高长径比银纳米线的产率.基于此高长径比银纳米线,在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基底表面构建银纳米线/聚乙烯醇复合透明电极,并创新性地将此复合电极取代ITO电极,应用于WO3基柔性电致变色器件中,实现了器件图案化的循环变色,同时对器件的性能进行表征与分析.结果表明,电致变色器件的着色时间为16 s,褪色时间为9 s,且具有良好的氧化还原可逆性.此研究对金属纳米线基透明电极在诸多光电器件中的应用具有重要的参考价值.     

阳极氧化铝基板的制备及在LED散热领域的应用

利用阳极氧化技术制备了普通阳极氧化铝基板,并在此基础上结合图形转移的方法制备出了选择性阳极氧化铝基板.借助电镜扫描并通过冷热循环冲击试验对铝材与阳极氧化膜界面处在高低温突变情况下的界面形貌进行了分析.利用结温测试仪、积分球系统、功率计、半导体制冷温控台等仪器设备,通过结温及热阻测试对比研究了两种铝基板与普通MCPCB(Metal Core PCB,金属芯印刷电路板)对LED模组散热效果的影响情况.结果表明,两种基板在经低温-55 ℃,高温125 ℃,1000次冷热循环后,氧化膜无裂纹滋生,氧化膜与铝材界面结合完好;对于驱动功率为3 W的LED灯珠,普通MCPCB、普通阳极氧化铝基板与选择性阳极氧化铝基板所对应的芯片结温分别为46.5 ℃、42.03 ℃和38.52 ℃,对应模组的热阻则分别为9.29 ℃/W、7.49 ℃/W和5.85 ℃/W.     

NiCoSe4薄膜制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

作为染料敏化太阳能电池的关键构成部分,对电极一直是研究的重点,尤其是硒化物对电极.本文采用恒电位沉积-溶剂热-硒化过程制备出钴镍基硒化物薄膜,并直接作为染料敏化太阳能电池的对电极.物相、形貌以及表面元素价态等分析表明,在氟掺杂氧化锡(FTO)玻璃上可直接获得NiCoSe4薄膜,该薄膜是一种由纳米颗粒构成的片状多孔结构....     

常压水解-离子交换法制备TiO2负极材料及其电化学性能研究

使用Na盐和K盐通过常压水解-离子交换法合成了"海藻球"状锐钛矿型TiO2.材料表面包裹着超细的纳米TiO2晶须,交错形成三维、相互连接的纳米孔锐钛矿结构.用X射线衍射和扫描电镜对其晶体结构和形貌进行了表征,并对其进行储锂电化学性能测试.材料表现出优异的电化学性能,在100 mA·g-1的电流密度下,首次放电比容量达347 mAh·g-1和242 mAh·g-1,Na盐法制备的TiO2具有较好的倍率性能,在2000 mA·g-1的电流密度下,首次放电比容量分别达168 mAh·g-1,且循环性能良好,循环20圈后仍然保持在153 mAh·g-1.     

固溶体半导体碲硫锌多晶薄膜的制备及发光特性研究

ZnS1-x Tex薄膜具有高效的发光特性.样品可观测到强烈的光致发光,随着Te含量x的不同,发射光的颜色从深蓝到黄变化,使其成为制作短波长光波段光电子器件和紫外探测器的理想材料.本文介绍了ZnS1-x Tex多晶薄膜真空蒸发制备的情况,并用X射线衍射仪对淀积在玻璃、石英玻璃和单晶硅衬底上的多晶薄膜进行结构分析,用紫外-可见分光光度计、荧光光谱分析仪对样品的光吸收和发光性质进行研究.分析表明,该薄膜的结构符合闪锌矿的特征.紫外-可见吸收光谱显示该样品在紫外光区有一个强烈的吸收峰,可见光区的吸收很微弱.光致发光光谱表明,样品在可见光区有一个以470nm为中心的发射峰,发射光肉眼可见.该多晶薄膜基本保持了单晶薄膜的紫外吸收、光致发光等良好特性.