钴酸镍/碳纳米管复合材料的制备及其电化学性能研究

本研究以醋酸镍、醋酸钴和多壁碳纳米管(MWCNT)为原料,采用水热法合成了钴酸镍、钴酸镍/多壁碳纳米管(NiCo2O4/MWCNT)电极材料,对其结构与电化学性能进行了表征。研究结果显示,NiCo2O4呈现介孔型花瓣状球形形貌,NiCo2O4/MWCNT复合材料为介孔型花瓣筒状形貌,NiCo2O4/MWCNT的比表面积(177.0m2g-1)明显大于NiCo2O4的比表面积(153.1m2g-1);在相同的条件下,复合材料电极的电化学性能显著优于NiCo2O4电极,其比电容为NiCo2O4的2.37倍;在50Ag-1电流密度下其容量保持率80.0%,NiCo2O4为77.9%;在3Ag-1电流密度下循环2000次后其比电容保持率70.1%,NiCo2O4电极为61.4%,循环稳定性提高。本工作通过结合电容(尤其是碳)和法拉第(氧化还原电活性)材料,为高性能超级电容器电极提供了一种新的策略。

多壁碳纳米管/钴镍层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及电化学性能研究

以硫酸钴(CoSO_(4)·7H_(2)O)为钴源、硫酸镍(NiSO_(4)·7H_(2)O)为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管(MWCNTs)嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物(CoNi-LDHs)中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合材料的微观组织结构和表面形貌进行表征,并通过循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗谱等测试方法对该材料的电化学性能进行研究。结果表明,当反应体系中引入MWCNTs后,CoNi-LDHs颗粒均匀地嵌入碳纳米管网络中,与碳纳米管紧密结合交错在一起,增大了材料的表面积,为氧化还原反应提供了丰富的活性位点;在电流密度为0.5 A/g下,复合材料比电容高达1965.55 F/g,表明该复合材料具有优异的电化学性能。

近球状钼酸镍/多壁碳纳米管复合材料的制备及其赝电容性能

以硝酸镍、钼酸钠和多壁碳纳米管为原料,通过水热反应法制备了钼酸镍/多壁碳纳米管(NiMoO_4/MWCNTs)复合材料。采用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射对材料组成和形貌进行表征。结果表明:MWCNTs很好地包覆在球状NiMoO_4外表面,且各元素均匀地分布在材料中。循环伏安和电化学阻抗实验证实MWCNTs显著增强了NiMoO_4的氧化还原信号和电荷转移动力学特性。电容测试实验进一步表明,复合材料较NiMoO_4单一材料具有更高的比电容、倍率特性及循环稳定性,且当MWCNT含量为40 mg时,所得产物(NiMoO_4/MWCNTs-40)具有最佳的电化学性能。电流密度为2 A/g时,NiMoO_4/MWCNTs-40复合材料的比电容高达1071 F/g;当电流密度增大到10 A/g时,比电容仍能保持原来的66.10%。在10 A/g的电流密度下,经过2500次循环充放电后,NiMoO_4/MWCNTs-40复合材料的比电容保持率高达95.85%,表明该材料具有出色的循环稳定性。

钴镍笼状双金属氢氧化物/多壁碳纳米管复合材料对环境水样中农药的高效富集

建立高效、灵敏的农药分离、富集和检测方法具有重要意义。该实验采用一步法合成了钴基沸石咪唑骨架/多壁碳纳米管(ZIF-67/MWCNTs)复合物,并以该复合物为模板通过溶剂热法合成了钴镍笼状双金属氢氧化物/多壁碳纳米管(CoNi-LDH/MWCNTs)复合材料,将CoNi-LDH/MWCNTs用作固相微萃取(SPME)的纤维涂层富集环境水样中的6种农药,结合高效液相色谱(HPLC)测定了环境水样中的6种农药。通过扫描电镜、能谱分析、红外光谱、粉末X射线衍射和N吸附/脱附对所制备的各种材料进行了表征。利用正交设计试验优化SPME的萃取条件,包括萃取温度、萃取时间、搅拌速率、解吸时间和盐浓度。在最优化的条件下,该方法具有较宽的线性范围(百菌清为0.015~200μg/L,戊唑醇为0.140~200μg/L,毒死蜱为0.250~200μg/L,仲丁灵为0.077~200μg/L,溴氰菊酯为1.445~200μg/L,哒螨灵为0.964~200μg/L)、较低的检出限(0.004~0.434μg/L)和良好的重复性。单个纤维和不同批次纤维间的相对标准偏差(RSD)分别为0.5%~5.7%和0.5%~4.8%。在10.0μg/L和50.0μg/L 2个水平下的加标回收率为83.9%~108.2%,RSD<5.3%。此外,与其他涂层纤维相比,CoNi-LDH/MWCNTs涂层对农药具有更高效的富集能力,这归因于它的高比表面积以及CoNi-LDH/MWCNTs涂层与目标分析物之间存在的π-π堆积作用、疏水作用、阳离子-π相互作用和氢键作用。该方法可以实现环境水样中农药残留的高选择性、高灵敏度及高准确性的分析测定。

基于四氧化三钴-多壁碳纳米管纳米复合材料修饰阳极的苯酚/氧气燃料电池的构建

采用溶剂热法合成了四氧化三钴(Co 3O 4)纳米粒子,将其与酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过超声辅助法制备出Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料,然后将纳米复合物修饰在玻碳电极上,制备苯酚/O 2燃料电池的阳极(Co 3O 4-MWCNTs/GCE)。采用扫描电镜、透射电镜及X-射线粉末衍射等方法对所得材料的形貌进行了表征,研究了苯酚在不同电极(GCE、MWCNTs/GCE、Co 3O 4/GCE及Co 3O 4-MWCNTs/GCE)上的循环伏安响应特性,考察了Co 3O 4-MWCNTs修饰电极在不同扫速(20~120 mV/s)和不同浓度(60~300 mg/L)苯酚溶液中电化学响应信号的变化。电化学测试结果表明,与单一的Co 3O 4或者MWCNTs相比,Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料对苯酚电催化氧化性能更好。采用循环伏安法电沉积铂膜为阴极氧还原催化剂,循环沉积30圈后得到铂膜修饰的玻碳电极(Pt/GCE)。以Co 3O 4-MWCNTs/GCE为阳极,Pt/GCE为阴极,构建了苯酚/O 2燃料电池,当苯酚浓度为500 mg/L时,此燃料电池的开路电位(OCP)为0.44 V,在0.35 V下测得最大功率密度(P max)为0.27 mW/cm 2。

镀钴碳纳米管/环氧树脂基复合材料的制备及其微波吸收特性研究

采用化学镀法制备了表面镀钴的多壁碳纳米管,并将其均匀分散在环氧树脂基体中固化成膜,形成镀钴碳纳米管/环氧树脂基复合材料.采用透射电镜、X射线衍射及振动样品磁强计等对镀钴碳纳米管的形貌、微结构与磁性能进行了表征,还采用数字化网络分析仪对该复合材料在0.5～40GHz频段内的微波吸收特性进行了研究.结果表明:在相同的碳管质量分数(1%)和吸波介质层厚度(2.0 mm)等条件下,与纯碳纳米管相比,表面镀钴碳纳米管的吸收峰往高频方向移动,吸收强度略有增加,但吸收频带并没有宽化趋势.

磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合材料的电化学性能

对磷酸铁锂与镍钴锰酸锂复合正极材料的合成和电化学性能进行了研究。将磷酸铁锂与镍钴锰酸锂按照一定的质量比混合后得到复合正极材料。该复合材料结合了磷酸铁锂和镍钴锰酸锂的优点,表现出了优异的电化学性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和交流阻抗等表征方法对复合正极材料进行了表征和分析。结果表明,磷酸铁锂与镍钴锰酸锂的质量百分比为30∶70时,该复合正极材料具有更优异的电化学性能。

化学镀CuNiP-碳纳米管复合材料的制备与表征

用化学镀的方法在多壁碳纳米管表面沉积Cu-Ni-P合金,制备碳纳米管复合材料． 并对制备出来的复合材料进行透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)表征．通过XRD对已 制备的化学镀合金分析,得出沉积铜为立方面心结构而镍是非晶态．TEM观察复合碳纳米管,发现 在其表面沉积有分散均匀纳米级的金属颗粒,Cu-Ni-P合金呈球形．

碳纳米管填充聚偏氟乙烯复合材料介电性能的研究

采用溶液法制备了镍包覆多壁碳纳米管(Ni-MWNTs)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料。对该复合材料的微观结构、结晶行为及介电性能进行了研究。结果显示,随Ni-MWNTs的加入,PVDF中的β相晶体质量分数逐渐增加。表明Ni-MWNTs作为成核点有利于PVDF中极性相的生成。介电性能测试表明,该复合材料具有较高的介电常数和介电损耗。较高的介电损耗使得这一类复合材料在作为电容器材料使用时有一定的局限,但也为吸波材料、高频热处理材料的研究提供了一些启发和思路。

镍钴锰三元材料-磷酸铁锂复合及性能研究

镍钴锰酸锂Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2与磷酸铁锂按照一定的质量比球磨混合制得复合材料,电化学测试结果表明,电池的循环性能随着Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2的增加而不断提升,当Li(Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3))O_2与LiFePO_4的质量比为7∶3时性能达到最佳,初始放电比容量为150.7 m Ah/g,循环60次后的放电比容量为147.6 m Ah/g,容量保持率高达97.96%;同时复合材料的平均工作电压为3.72 V(vs.Li+/Li),显著高于LiFePO_4的3.40 V(vs.Li+/Li)的放电电压平台,表现出更好的循环性能和更高的比容量。

六氰合铁酸铜钴-多壁碳纳米管修饰电极研究

采用电沉积方法制备六氰合铁酸铜钴-多壁碳纳米管复合修饰电极(CuCoHCF-MWCNTs/GCE).研究碳纳米管用量、电解液组成对该修饰电极性能的影响.结果表明,与单一的六氰合铁酸铜钴薄膜修饰电极相比,六氰合铁酸铜钴-多壁碳纳米管复合修饰电极具有更优良的电化学特性,以其催化氧化过氧化氢,峰电流与过氧化氢浓度在3.16×10-5～2.92×10-3mol·L-1范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为ip(μA)=0.5529+1.1299C(×10-4mol·L-1),相关系数r=0.9966,检出限为1.75×10-5mol·L-1.

一种碳纳米管/UiO-66-NH纳米复合材料的制备方法

申请号:CN201811521835.6申请日:2018.12.13公开(公告)号:CN109589932A本发明属于金属有机骨架材料的制备领域,涉及一种新型吸附材料碳纳米管/UiO-66-NH2的制备方法,先对多壁碳纳米管进行酸化处理使碳纳米管的缺陷位点处的羧基官能化,随后和有机配体同时与金属离子形成配位键,自组装成纳米复合材料。碳纳米管不仅以物理共混的形式参与到Ui O-66-NH2材料中,还以化学键的形式形成碳纳米管/UiO-66-NH2复合材料。

镍纳米纤维可使复合材料导电性倍增

美国俄亥俄州的空军研究实验室材料与制造研究部发布新闻称，他们开发成功的一种镍纳米纤维由纳米镍颗粒链接形成从数μum至数mm的长度，其直径从50nm至2μm，形数比在50：1至500：1范围之内。这种镍纳米纤维颇类似于碳纳米纤维和多壁碳纳米管。采用这种镍纳米纤维增强的复合材料，包括金属基复合材料和聚合物树脂基复合材料，都能大大提高其导电性能，

NiCo_(2)O_(4)/碳纳米管纤维织物的制备及电化学性能研究

采用浮动催化化学气相沉积工艺,结合加捻和针织技术制备碳纳米管纤维织物;经热氧化和酸处理过程得到表面处理后的碳纳米管纤维织物(ACNTFF);通过水热法和热处理制得钴酸镍(NiCo_(2)O_(4))/ACNTFF织物电极;研究水热反应时间对织物电极的形貌、负载量、导电性、结构和电化学性能的影响。结果表明:NiCo_(2)O_(4)纳米线阵列在水热反应6 h的织物表面分布相对均匀;水热反应时间的延长可增加NiCo_(2)O_(4)的负载量;制备的NiCo_(2)O_(4)/ACNTFF具有良好的导电性;水热反应6 h的NiCo_(2)O_(4)/ACNTFF电极具有最优综合电化学性能,包括较高的面积比电容(面积比电容为1630.1 mF/cm^(2))、良好的倍率性能(电流密度为50 mA/cm^(2)时的电容保持率为70.7%)和良好的循环稳定性(10000次充放电循环后的电容保持率为80.4%)。

NiCo_(2)O_(4)/BPC复合材料的制备及吸波性能研究

以紫菜为碳源、KOH活化法制备的生物质衍生多孔碳为基体,采用水热法及高温煅烧成功合成钴酸镍/生物质衍生多孔碳(NiCo_(2)O_(4)/BPC)复合材料。利用XRD、SEM对样品进行表征分析,并利用矢量网络分析仪(VNA)对其吸波性能进行测试。结果表明,NiCo_(2)O_(4)/BPC复合材料具有远远高于生物质多孔碳和钴酸镍材料的电磁波吸收性能。当匹配厚度为5.5 mm、频率为6.24 GHz时,样品的最小反射损耗值可以低至-43.20 dB,此时有效吸收带宽为3.3 GHz。该多孔结构的碳材料可有效改善纳米复合材料的阻抗匹配条件,提高材料的衰减能力,从而获得优异的微波吸收性能。

高性能锂电正极材料LiV_3O_8-MWCNTs的制备与性能

利用低温液相法合成了钒酸锂-多壁碳纳米管(LiV_3O_8-(w)MWCNTs)(w分别为0、1%、2%、3%、4%和5%)复合正极材料.采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对复合材料的晶型和结构进行了表征.XRD分析结果表明,复合材料仍为单斜晶系;SEM图谱显示,LiV_3O_8材料附着在MWCNTs的网状结构上,且使颗粒细化;通过恒流充放电测试、循环伏安(cyclic voltammetry,CV)及交流阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)技术对材料的电化学性能进行了研究,结果表明,按LiV_3O_8质量百分比复合3%MWCNTs的LiV_3O_8-(3%)MWCNTs复合材料具有最佳的电化学性能,在0.1 C充放电倍率条件下,其首次放电比容量为364.5 m Ah/g,循环50次后放电比容量仍有292.2 m Ah/g,容量保持率为80.2%,而纯LiV_3O_8材料的首次放电比容量为308.2m Ah/g,循环50次后容量保持率仅为55.4%;采用MWCNTs与LiV_3O_8复合可使锂离子在材料颗粒间的电荷转移阻抗变小,有利于Li+的嵌入和脱出.

AC+Li（NiCoMn）O2/Li4Ti5O12+MWCNTs混合型电容器

以钛酸锂(Li 4Ti 5O 12)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料为负极、活性炭(AC)/镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O 2)复合材料为正极,组装成混合型电容器并研究其电化学性能。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),拉曼光谱仪(Raman),热重分析仪(TGA)对电极材料进行分析,通过恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究混合型电容器的电化学性能。结果表明:掺杂适量MWCNTs和镍钴锰酸锂可提高电容器的电化学性能。当MWCNTs质量分数为5%时,在电流密度为0.1 A/g下恒流充放电时比容量达161.5 mAh/g。在0.1~1 A/g时,最大功率密度和最大能量密度分别为993.2 W/kg和52.2 Wh/kg。5000周次恒流充放电循环后,容量保持率在92.2%左右,库仑效率仍有99.1%,展现出较高的能量密度和功率密度,并具有优异的循环性能。