低热固相法制备纳米MnO_2/CNT超电容复合电极的循环稳定性(英文)

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1mol·L-1LiOH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,质量分数,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复合电极不仅具有良好的循环稳定性,而且在1000mA·g-1高倍率充放电条件下仍具有200F·g-1的高比电容.

模板法制备纳米MnO_2/CNT复合材料及其在锂电池中的应用(英文)

以P123为表面活性剂,采用软模板法合成MnO2/CNT纳米复合材料。采用X射线衍射、热重和差热分析、傅立叶变换红外光谱分析和高分辨率透射电子显微镜对样品进行表征。结果表明,样品为弱结晶的α-MnO2,直径约10nm,长30?50nm,它们附着在碳纳米管壁上。样品的电化学性能通过组成Li-MnO2进行电池充放电和电化学阻抗测试(EIS),与纯二氧化锰相比,MnO2/CNT纳米复合材料具有更大的初始容量275.3mA·h/g和更好的倍率和循环性能。

Ti基纳米TiO_2-CNT-Pt复合电极制备、表征及电化学性能

以电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和电化学扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-CNT-Pt(Ti/nanoTiO2-CNT-Pt)复合电极.透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)测试表明,锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5～10nm)和碳纳米管(CNT)结合形成网状结构,Pt纳米粒子(平均粒径9nm)均匀地分散在纳米TiO2-CNT复合膜表面.循环伏安及计时电流测试表明,Ti/nanoTiO2-CNT-Pt复合电极具有高活性表面,对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.32mg/cm2时,常温常压下甲醇氧化峰电流达到480mA/cm2.

Pt/纳米TiO_2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt) 4直接水解法和在恒电位- 0 .0 5V (vs .SCE)电沉积法制备Pt/nanoTiO2 -CNT电极.透射电镜(TEM )和X射线衍射(XRD)分析结果表明,锐钛矿型纳米TiO2 粒子(粒径5 - 1 0nm)和碳纳米管结合形成网状结构,Pt纳米粒子(粒径8- 1 5nm)均匀地分散在纳米TiO2 /碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明,Pt/nanoTiO2 -CNT电极具有高活性表面,同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0 .2 4mg/cm2时,常温常压下甲醇的氧化峰电流达到2 60mA/cm2 .

CNT/MnO2复合电极吸附去除水中Cd2+的研究

为了探讨CNT/MnO2复合电极的电极特性及对Cd^2＋的电吸附性能、机理和影响因素,采用氧化还原法制备了碳纳米管负载二氧化锰（CNT/MnO2）材料,并涂覆在不锈钢网上制成复合电极;通过扫描电子显微镜技术、BET比表面积测试、循环伏安法、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪分别对该复合电极的表面形貌、比表面积、电化学性能、元素成分及所含官能团进行了表征。表征结果证实,复合电极材料的比表面积及比电容相比于CNT电极材料明显增大。进一步试验结果表明,复合电极对Cd^2＋的吸附量较CNT电极提高了6.125倍,且复合电极电吸附Cd^2＋的过程符合准二级动力学方程。

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的制备及其电化学性能研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和交流阻抗测试技术对复合电极材料进行电化学分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积时间为1h时,复合电极的电化学性能最稳定;但随着扫描速率的增加,复合电极的比电容呈下降趋势,且沉积时间越长,复合电极电容性的稳定也越差。

CNT复合对水热合成纳米MnO_2超电容性能的影响

以乙酸锰[Mn(OAc)2·4 H2O]和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]为反应物,通过水热法合成出纳米MnO2材料和纳米MnO2/碳纳米管(CNT)复合材料。采用X射线衍射和透射电镜方法对材料进行了表征,用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电方法研究了纳米MnO2和纳米MnO2/CNT在1 mol/L LiOH电解质中的电化学性能。电化学测试结果表明:碳纳米管复合改善了纳米MnO2的循环稳定性。

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的循环伏安研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。

珊瑚状Ag/Ni(OH)_(2)纳米复合电极的制备及其葡萄糖无酶传感

本文采用连续离子层吸附法在镍基底上制备珊瑚状Ag/Ni(OH)_(2)纳米复合电极,建立灵敏度优异的无酶葡萄糖传感器,采用循环伏安法(CV)和安培电流法(i~t)对该传感器的电化学特性进行了研究。结果表明,在0.5 V下,该传感器具有较好的电化学传感性能,其灵敏度为1102μA·mmol·L^(-1)·cm^(-2),线性范围为0.002 mmol/L~10.11 mmol/L,检出限为0.29μmol/L(S/N=3),且重复性好,抗干扰性强,重现性和稳定性好,这主要是因为银、镍纳米复合材料间的相互协同效应,比表面积增大,使其具有更多的活性位点,提高了电极的电化学性能。该传感器可用于检测葡萄糖注射液中葡萄糖的浓度,表明制备的Ag/Ni(OH)_(2)纳米复合电极具有检测葡萄糖的应用潜力。

自支撑的活性碳布/MnO2/碳纳米管/聚苯胺复合电极用于高性能超级电容器的研究

以活性碳布为基底并依次负载MnO2、碳纳米管和聚苯胺,制备了一种高性能、自支撑的超级电容器电极。研究了电极组成、微观形貌等因素对电极电学和电化学性能的影响。结果表明:活性碳纤维、MnO2和聚苯胺作为电化学活性物质能够均匀地分散于电极内部,碳纤维和碳纳米管则作为导电网络;该电极质量比电容可达193F/g(基于整个电极质量计算),显著高于纯活性碳布、活性碳布/MnO2复合电极以及先前报道的多种电极;同时该复合电极表现出优异的倍率性能和循环稳定性。可为优化电极结构以制备具有高储能密度的超级电容器提供新的借鉴。

电沉积法制备石墨烯/MnO_2纳米复合电极的电容性能

采用循环伏安法,先在泡沫镍基体上沉积多孔结构的MnO_2纳米片,然后再沉积一层还原石墨烯,得到石墨烯/MnO_2复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)与X射线光电子能谱仪(XPS)分析该材料的形貌、结构与价态。采用循环伏安、恒流充放电和电化学交流阻抗技术测试材料的比电容、循环稳定性和阻抗。结果表明,MnO_2为纳米片状结构,石墨烯基本覆盖了MnO_2沉积层。MnO_2与石墨烯复合后,等效串联电阻由0.83Ω减小到0.4Ω,电荷转移电阻由9.34Ω下降到6.76Ω。在2 A/g充放电电流密度下,石墨烯/MnO_2复合电极的比电容为501 F/g,比MnO_2增大25%,在充放电循环3 000次后电容保持率为84%。

基于MnO_2纳米线-还原石墨烯复合修饰电极的多巴胺电化学检测

通过电化学还原法制备MnO_2纳米线/还原石墨烯复合修饰电极(MnO_2-RGO/GCE),用于多巴胺(DA)的检测。采用扫描电镜和X-射线粉末衍射对不同的修饰电极微观形貌进行了表征,优化了电化学还原条件和测定DA实验条件。此外,还研究DA在裸电极及RGO或MnO_2-RGO修饰电极上的循环伏安响应。MnO_2-RGO/GCE复合修饰电极实现AA、DA和UA氧化峰的有效分离,AA-DA和DA-UA的氧化峰电位差分别为268和128 m V。检测DA的线性范围为0.06~1.0μmol/L和1.0~80μmol/L,检出限为1.0 nmol/L(S/N=3)。制备的MnO_2-RGO/GCE成功用于人血清样品的多巴胺含量分析。

NanoTiO_2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原

通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜,采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性.结果发现,nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰,可逆半波电位E1r/2分别为-1.27V和-2.44V(vsSCE,扫描速度100mV·s-1),分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程;在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇,反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.

葡萄糖在碳纳米管/纳米TiO_2膜载Pt复合电极上的电催化氧化

用电化学循环伏安法和计时电位法研究了葡萄糖在碳纳米管 /纳米TiO2 膜载Pt (CNT/nano TiO2 /Pt)复合电极上的电催化氧化 .结果表明 ,在碱性介质中CNT/nano TiO2 /Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性 ,葡萄糖氧化峰电流密度高达 13mA/cm2 ,比铂电极上的增大一倍 ;复合电极性能稳定 ,抗中毒能力强 ,不易发生氧化振荡 ,是葡萄糖燃料电池和葡萄糖传感器的高活性催化电极 .

Mg_2Ni型合金与AB_5型稀土储氢合金纳米复合对电极性能的影响

对由两步法 (由机械合金化和烧结两个步骤组成 )制备的Mg2 Ni型储氢合金进行高能球磨处理 ,然后对球磨后的Mg2 Ni合金粉进行化学镀及与AB5型合金进行复合等处理。利用X射线衍射 (XRD)、扫描电镜(SEM)分析了经过处理的材料的微观结构 ,并用模拟电池法测定了该材料的电极性能 ,并讨论了化学镀和与AB5型储氢合金复合等因素对Mg2

原位水热合成CMS/MnO_2纳米复合材料及其电化学性能研究

水热条件下在炭微球(CMS)载体表面原位生长纳米结构的二氧化锰(MnO2),制备碳微球/二氧化锰(CMS/MnO2)纳米复合电极材料,并应用于超级电容器。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对复合材料结构进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行研究。结果表明,CMS/MnO2复合物中MnO2纳米片均匀地负载在碳微球的表面,形成绣球状结构,MnO2纳米片具有典型的K-Birnessite型晶体结构,其中MnO2的含量约为62%(质量分数),CMS/MnO2比容量达到266F/g;随着反应时间的延长,碳微球表面负载的MnO2纳米片逐渐生长并完善,CMS/MnO2的比容量也呈现先增长后保持不变的趋势。

直接还原高锰酸钾制备CNT/MnO_2复合材料

直接还原高锰酸钾(KMnO4)制备了碳纳米管(CNT)/MnO2复合材料。用XRD、SEM和TEM等对复合材料进行形貌和结构分析,发现MnO2均匀地包覆在CNT表面。循环伏安、恒流充放电测试表明,复合材料的比电容较高,循环性能良好,以1 A/g、20 A/g放电的比电容分别为200.3 F/g和120.8 F/g,第2 000次循环(20 A/g)时的电容保持率为94.7%。

纳米TiO_2/聚苯胺复合膜电极的电化学制备及其表征

采用 1 mol/ L硫酸作为介质 ,扫描速度为 1 0 0 m V/ s,扫描电位为 - 0 .2～ 0 .8V,用循环伏安法在纳米二氧化钛 ( Nano- Ti O2 )膜电极上实现了苯胺的电化学聚合 ,借助透射电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、红外光谱对制得的 Nano- Ti O2 /聚苯胺 ( Nano- Ti O2 / PANI)复合膜进行表征 .结果表明 ,复合膜的生成、峰电流的大小受溶液浓度、扫描速度以及扫描电位的影响 ,成膜速度随溶液浓度增大而加快 ,但膜稳定性降低 ,峰电流随扫描速度和电位增大而提高 ,可逆性降低 ,复合膜中 Ti O2 以 1 0～ 35 nm晶粒分散于聚苯胺中 .

CoTiO_3纳米粉体的合成及其对MnO_2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.No.1样平均提高了50%,而且充放电效率远高于I.C.No.1。

超级电容器新型复合电极材料MnO_2/活性MCMB的研究

以Mn(NO3)2、活性中间相碳微球(活性MCMB)为原料,采用KBrO3氧化法,成功制备了MnO2/活性MCMB新型复合电极材料;以该材料制成电极,并以质量分数为30%的KOH溶液为电解液,组装成扣式电容器。通过XRD和SEM分析了MCMB,活性MCMB及MnO2/活性MCMB的晶相结构和表面形态;采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究了电容器的电容性能。结果表明:以MnO2/活性MCMB复合电极制成的电容器电容性能优良。在0.5A/g电流密度下,其充放电曲线表现出典型的电容行为,初始比容量高达403.5F/g,相应能量密度为12.5Wh/kg;其循环伏安曲线关于零电流线对称,呈现为较规则的矩形;其等效串联电阻约为0.7Ω。