CF/BCNNTs/PANI纳米阵列作为纤维状锌离子电容器正极的性能研究

柔性锌离子电容器(FZCs)具有高能量密度、低成本、高效安全以及高柔性等优点,在柔性可穿戴电子储能领域有很高的应用价值和发展前景。但现有的FZCs柔性电极难以兼备高能量密度和良好的力学稳定性,其中,缺少合适的柔性正极材料是限制其电化学性能提高的关键。本工作针对FZCs电容器正极材料存在的缺陷,以柔性碳纤维(CF)为基底材料,结合原位生长及电化学沉积方法,制备了具有三维纳米阵列结构的CF/硼碳氮纳米管/聚苯胺(CF/BCNNTs/PANI)柔性电极,并研究其作为FZCs正极的电化学性能。结果表明:在电流密度为0.5mA/cm^(2)时,能够提供较高的比电容291mF/cm^(2)、能量密度90.94μWh/cm^(2)和功率密度375μW/cm^(2),且500次充放电循环后容量保持率为80.85%,具备优秀的循环稳定性。

硼碳氮纳米管制备方法的研究进展

三元化合物硼碳氮纳米管作为碳纳米管和氮化硼纳米管的衍生物,其禁带宽度主要取决于纳米管的成分,与手性和直径无关,且在0～5.5 eV范围内可调;另外,硼碳氮纳米管具有优良的电学性能、高硬度、高耐磨性及高温抗氧化等性质,使其在电子、光电子和纳米器件等领域具有广阔的应用前景.综述了硼碳氮纳米管制备方法的研究现状,并介绍了材料的生长机理、结构、性质和应用前景,简述了工艺条件对纳米管形成的影响,并对今后硼碳氮纳米管的研究方向提出了设想与展望.

硼碳氮纳米管的热解法制备及生长机理研究

以乙二胺、二茂铁和硼氢化钠为原料 ,以N2 和H2 为辅气 ,用钴作催化剂 ,在不同温度下制备出了具有竹节状结构的硼碳氮 (BCN)纳米管 .根据透射电子显微镜观察 ,分析了BCN纳米管的生长机理 .B和N的同时掺杂 ,所形成的五边形结构比单独N掺杂时具有更低的形成能 ,是竹节状结构形成的主要原因 .用Raman光谱可以用来表征BCN纳米管中B和N的掺杂程度及纳米管的质量 .分析表明 ,在 86 0℃下制备的BCN纳米管竹节状结构最密集 ,质量最好 ,产率最高 .扫描俄歇微探针分析表明 ,在 86 0℃下制备的BCN纳米管的元素组成比为B∶N∶C =1 7∶1 5∶96 8.

不同催化剂热解法制备硼碳氮纳米管过程中的影响

对以钴、镍、钴 镍、钴 二茂铁、镍 二茂铁和二茂铁为催化剂高温热解法制备的硼碳氮 (BCN)纳米管的结构、产率等的影响进行了分析 .实验中发现催化剂在BCN纳米管的生长过程中有重要作用 .高分辨率透射电子显微镜图像显示在 86 0℃时 ,以镍 二茂铁、钴 二茂铁为催化剂生成的BCN纳米管具有“竹节状”结构 ,且管壁较薄 ,镍、钴或镍 钴作催化剂生成的BCN纳米管不具有明显的“竹节状”结构 ,管壁较厚 ,且粗细不均匀 ,而以二茂铁作催化剂没有BCN纳米管生成 .在所有生成的BCN纳米管中含有催化剂颗粒 .通过对生成的BCN纳米管的结构和产率进行比较 ,得出催化剂的催化活性满足钴 二茂铁≈镍 二茂铁 >钴≈镍 >钴 镍 二茂铁 .