CNT/PANI电极吸附去除水中Cu^(2+)的研究

通过原位化学聚合法制备CNT/PANI复合材料,采用电镜扫描(SEM)、傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线光电子能谱技术(XPS)和循环伏安法(CV)对复合材料的物理化学特性进行表征和测试.结果表明,复合材料比表面积和孔隙率减少,但比电容增加.CNT/PANI复合材料电极对铜离子的去除效果是CNT电极的4.24倍,吸附量随着电压、铜离子初始浓度和p H的增加而增加,电吸附过程符合准一级动力学.

电化学阴极沉积制备氧化钴／CNTs复合电极的准电容特性(英文)

采用电化学阴极沉积还原Co(NO3)2的方法制备了具有准电容特性的氧化钴电极材料,其比容量达到280 F／g,采用CNTs作为电极基体,在其表面均匀的沉积了纳米钴化镍颗粒并由此制备了氧化钴碳纳米管复合电极材料.采用循环伏安,恒流充放电,交流阻抗及扫描电镜等方法考察了复合电极材料的容量特性、阻抗特性、自放电特性以及电极表观特征．实验表明复合电极具有良好的电化学特性,CNTs基体在明显降低氧化镍材料的阻抗的同时还提高了电极材料的电化学容量并拓宽了电极材料的有效工作电位窗,复合电极在1 mol／L KOH电解液中比容量达到322 F／g且表现了良好的电化学可逆性．并分别采用氧化钴／CNTs复合电极作为正极,活性炭纤维作为负极制备了复合型电化学电容器,其工作电压达到1．4 V,电容器质量比容量达到47 F／g．在0．1 A／cm2放电时,复合型电容器的能量密度达到10 Wh／kg,兼具高能量特性和优良的大电流放电特性．

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。

CNT/TiO_2复合电极吸附去除水中苯酚研究

采用涂覆法制备CNT/TiO2复合电极。通过扫描电镜、接触角测试仪、X射线光电子能谱、循环伏安测试对复合电极的表面形貌、润湿性、元素成分及电化学性能进行了表征。结果表明,加入TiO2后的复合电极比表面孔隙、亲水性、比电容均得以增加;进一步研究表明,复合电极对苯酚的吸附量较CNT电极提高了32%;并且,CNT/TiO2复合电极电吸附苯酚过程符合准2级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。

超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156

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.

聚苯胺复合电极材料的微观调控及性能

聚苯胺(PANI)是有潜力的导电高分子电极材料,但自身团聚结构影响其性能。通过调控苯胺单体浓度,在具有高比表面积的改性碳纳米管(CNT_(U))上经化学氧化聚合,制备微观结构均匀的PANI,分析微观结构的改变对电化学性能的影响。经过复合改性的碳纳米管表面产生大量微孔结构,增大了比表面积,并且通过控制反应物苯胺浓度使PANI均匀沉积,减少了传统方法制备PANI因自组装形成的团聚结构。在高比表面积基底上均匀铺展的PANI表现出高度可逆的氧化还原性能,能改善PANI氧化还原活性差、倍率性能低和循环寿命短等问题,使PANI/CNT_(U)复合材料兼具高比容量和高倍率性能,循环稳定性也得到改善。0.1 mol/L苯胺单体浓度制备的复合材料,以1 A/g的电流在0~0.8 V循环,比电容可达305.0 F/g,且在1000次循环后,电容保持率为80.77%。

等离子改性CNT/TiO_2电极吸附去除水中苯酚的研究

利用电感耦合空气等离子体对涂覆法制备的CNT/TiO2复合电极进行射频放电改性处理.复合电极的表面形貌、润湿性及元素成分分别通过扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、x射线光电子能谱(XPS)进行了表征.结果表明,改性后有利于苯酚吸附,电极比表面孔隙、亲水性、TiO2及含氧官能团均得以增加;循环伏安测试(CV)表明改性后电极比电容提高54%;改性后复合电极对苯酚的吸附量较改性前提高了45%.且等离子改性CNT/TiO2电极对苯酚的去除量随电压、苯酚初始浓度的增加而增加,吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.

高电催化活性染敏电池对电极CNT/TiO2-xNx材料的制备

以钛酸异丙酯为钛源,CNTs为载体,结合水热和高温NH_3处理技术成功制备了CNT/TiO_(2-x)N_x复合物,并研究了其作为染料敏化太阳能电池(DSSC)对电极材料的电催化性能。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和循环伏安等表征手段对CNT/TiO_(2-x)N_x复合物的形貌、结构和电化学性能进行表征。结果表明:直径30~50 nm的CNTs和直径为3~8 nm的TiO_(2-x)N_x纳米线相互交联形成了三维的网状结构,这一结构有利于增大复合物与电解液的接触面积。复合物融合了N掺杂Ti O2的高电催化活性和CNTs的高导电性的优势使得复合物的光电效率高达7.16%,与贵金属催化剂Pt相当,有望成为DSSC对电极材料理想替代材料之一。

CNT/FeNi复合纳米材料的制备及其电化学性能

以碳纳米管为模板合成CNT/FeNi复合纳米材料,用X-射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对CNT/FeNi复合纳米材料的物相和形貌进行表征,用循环伏安法研究了CNT/FeNi复合纳米材料的电化学过程.结果表明:其电化学过程为电化学步骤控制的不可逆过程;随着pH增大,还原峰的峰电位发生负移,峰电流增大,质子参加电极过程且参加反应的质子数与转移的电子数之比为0.5.

PDDA/CNTs对电极在DSSCs中的应用

对电极是染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)的重要组成部分,将PDDA(poly dimethyl diallyl ammonium chloride)功能化的碳纳米管的复合材料PDDA/CNTs(carbon nanotubes)用作对电极,取代传统的高成本Pt对电极可降低成本。文章用滴加法将复合材料水溶液滴加到导电玻璃基底FTO(fluorine-doped tin oxide)上,制备成对电极薄膜;分析了PDDA/CNTs对电极电池的光电性能及其主要影响因素以及电池的稳定性。该文最优化的电池光电转换效率η和单色光光电转换效率(IPCE)分别达到5.65%和61.6%,相对于纯CNTs对电极组装的电池,其光学性能明显提高。分析结果表明,PDDA/CNTs复合材料是DSSCs中Pt对电极较好的替代品。

纳米TiO_2/CNTs复合粉体的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,制备了不同质量比的纳米二氧化钛/碳纳米管(TiO2/CNTs)复合粉体材料.扫描电镜和X射线衍射的测试结果表明,CNTs可以有效地抑制TiO2溶胶分子水解过程中的团聚现象,并且锐钛矿型纳米TiO2粒子可以均匀地分散在CNTs的表面;紫外-可见光漫反射吸收光谱测试结果表明,当TiO2与CNTs的质量比为5∶1时,CNTs可以明显增强TiO2的吸光强度.对利用此复合粉体材料做成的ITO膜电极进行了电化学测试,CV测试表明,CNTs的引入明显减弱了TiO2在0.25 mol/L H2SO4中的氧化还原峰电流;电化学阻抗谱测试说明,与单独机械混合的情况不同,对复合ITO膜电极而言,在高频区只呈现出一个半圆,且随CNTs含量的增加,TiO2的电化学反应电阻明显增大.

CNT/α-MnO2复合正极对锂空气电池性能的影响研究

作为锂空气电池的关键组成部分之一,正极材料性质对锂空气电池的性能起到重要影响。以 CNT 为碳载体,以α-MnO2为催化剂,制备CNT/α-MnO2复合电极作为电池正极。通过恒流定容充放电测试、深度充放电测试、循环伏安测试、电化学阻抗谱测试和扫描电镜测试,研究CNT/α-MnO2复合正极材料对锂空气电池性能的影响,并获得最优电极材料配比。研究表明:制备的CNT/α-MnO2复合电极表现出高循环稳定性和高催化活性,显著提升了锂空气电池的性能;当正极材料中CNT与α-MnO2的质量比为3∶6时,装备CNT/α-MnO2复合正极的锂空气电池表现出最佳性能,其循环次数高达170 次。

超级电容器用导电聚苯胺电极材料的研究进展

从酸掺杂聚苯胺(PANI)电极、锂盐掺杂PANI电极、PANI/C复合电极及混合电容器等方面,对超级电容器用PANI电极材料的研究进展进行了总结,对其发展前景做出了展望。

碳纳米管的等离子体功能化及其聚苯胺复合材料的制备

采用等离子体技术对碳纳米管(CNTs)功能化,而后与苯胺原位聚合制备CNTs/聚苯胺(PANI)复合材料。电导测试结果表明:相对于CNTs的强酸氧化法(0.936S/cm),等离子体处理更易获得高电导率的复合材料(2.86S/cm)。相应的最佳等离子体工艺参数为:处理功率50W、时间5min、压力0.08Torr、温度110℃、磁场线圈电流0.08A及电极距离5cm。SEM观察发现:聚合后,CNTs的光滑表面转变成粗糙结构,同时管径增加了80nm。XRD、FTIR及Raman结果均证实:PANI被均匀包覆于CNTs的表面。

纳米nHKUST-1／PANI超级电容器设计及性能研究

为提高金属有机框架材料HKUST-1的比电容,将纳米HKUST-1(nHKUST-1)与聚苯胺(PANI)复合,制成超级电容器(nHKUST-1/PANI),并对其进行了循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、恒电流充放电(GCD)和循环充放电测试。结果显示:在1 mol/L KOH溶液中,纯nHKUST-1为电极,电流密度为1A/g时,比电容值为103F/g;PANI电极的比电容值为344F/g;质量比m(nHKUST-1)∶m(PANI)为1∶1时,复合电极比电容值为238F/g,约为nHKUST电极比电容值的2.2倍;而m(nHKUST-1)∶m(PANI)为1∶2,复合电极电容值为244F/g,约为nHKUST电极比电容值的2.4倍,并且循环1 000次后,比电容值仍保持87%。

PANI/CNTs复合材料的合成及其超级电容器性能研究

采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)均匀包覆在碳纳米管(CNTs)表面,得到PANI/CNTs复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)对材料的微观形貌及成分进行表征.将得到的复合材料组装成电化学超级电容器电极,进行电化学循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试.结果表明复合材料的比容量可以达到305.3F·g-1,远高于CNTs(31F·g-1)的比容量.

脉冲电沉积法制备PANI/CNTs复合材料及其超电容性能

采用脉冲电沉积法,于苯胺、浓硫酸和碳纳米管(CNTs)的混合溶液中,制备得到PANI(聚苯胺)/CNTs复合物,并对所制PANI/CNTs复合材料的微观形貌、结构以及电化学性能进行了研究。结果表明,CNTs的加入增大了PANI/CNTs复合物的比表面积,提高了其导电性。PANI/CNTs复合物用作超级电容器电极材料时,其比容量可达420.7 F/g,经500次循环后衰减幅度为8.9%,表现出优良的电化学性能。

高性能纤维及其他合成纤维

20135120交联聚磷腈纳米纤维制备多孔碳纳米纤维的生产方法Fu J.W.…;Carbon,2011,49(3),p.1037(英)平均直径90 nm的均匀多孔碳纳米纤维由聚磷腈纳米纤维碳化后制备,制备过程中不需要任何活化步骤。通过SEM、TEM、EDX、XRD、喇曼光谱和N2吸附等分析方法表征碳纳米纤维的结构和形态。碳纳米纤维BET表面积约540m2/g,总孔体积约0.37 m3/g,微孔范围中孔径分布窄。(金磊)