原位合成CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合材料的性能研究

对Al的质量分数分别为0.20%,0.35%,0.60%的Cu-Al合金粉末进行内氧化,得到CuAl_(2)O_(3)粉末。采用化学气相沉积法在Cu-Al_(2)O_(3)粉末表面原位生长碳纳米管(carbon nano tubes,CNTs),采用放电等离子烧结工艺成功制备了CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合材料。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合粉末、复合材料断口的形貌。采用显微硬度计、微拉伸试验机、摩擦磨损试验机分别对纯Cu及复合材料的维氏硬度、抗拉强度、摩擦因数进行测试。采用电化学工作站测试复合材料在3.5%NaCl(质量分数)水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Al的质量分数的增加,粉末表面合成的CNTs的数量也增多。Al的质量分数为0.35%时,CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合材料的综合性能最佳,与纯Cu相比,复合材料的抗拉强度和腐蚀电势分别提高了86.4%和43.2%,分别为315 MPa和-0.268 V,摩擦因数降低了53.3%,仅为0.28。

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%。

MnO_2-CNTs复合材料的合成及其超级电容器性能研究

采用液相沉淀法在碳纳米管(CNTs)的表面沉积MnO2纳米颗粒,制得了MnO2-CNTs复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对材料的微观结构及成分进行了表征。利用电化学循环伏安和恒电流充放电对材料进行电化学性能测试,表明MnO2-CNTs复合材料结合了MnO2较高的质量比电容和CNTs较好的电化学稳定性的优点,质量比电容为220F/g。并将MnO2-CNTs复合材料与活性炭(AC)组装形成非对称超级电容器,发现MnO2-CNTs与AC质量比为0.75:1时,质量比电容达到最高,为306F/g。非对称电容器性能较对称电容器有较大幅度的提高,并且具有良好的电化学稳定性。

CNTs/PPy/MnO_2复合材料的制备及电容性能的研究

采用自组装法制备CNT/PPy/MnO_2三元复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对其结构和形貌进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗对其电化学电容性能进行了研究,并讨论了不同配比对复合材料的电化学性能的影响。结果表明:CNT/PPy/MnO_2三元复合材料在质量比为m(CNT)∶m(PPy)∶m(MnO_2)=45∶10∶45时,内阻小且具有良好的充放电可逆性,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中,以0.28 A/g电流密度放电时,比电容可达178 F/g。扫描500圈后,电容保持率仍在92%以上,表明具有良好的循环稳定性。

航天用碳纳米管增强铝合金复合材料的力学与阻尼性能

碳纳米管(CNT)作为增强体的铝基复合材料(CNT/Al)具有轻质、高强、高模量、易加工的性能优势,用作轻量化材料在航天航空领域具有巨大的应用前景。为了获得兼顾其力学性能和阻尼性能的轻量化结构材料,采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5%CNT/2A12复合材料,并研究了不同时效条件下的力学性能与阻尼性能。在130℃时效6~14 h时,复合材料具有最佳的拉伸强度与延伸率,抗拉强度最高可达595 MPa(时效12 h),延伸率最高可达14.0%(时效8 h)。复合材料的阻尼在0~180℃时变化不大,其在0.005左右,180~300℃时明显提高,300℃时可达0.05,阻尼性能受时效时间影响不大。复合材料的储存模量随测试温度升高而下降,在180~300℃时随振动频率升高而升高。时效条件为130℃-8 h时,质量分数1.5%CNT/2A12复合材料性能兼具良好的力学性能与阻尼性能。

MnO2/聚苯胺复合材料的制备和性能

以δ-MnO2为前驱体,通过酸处理后引入苯胺并聚合,得到了MnO2/聚苯胺复合材料。经XRD分析表明,在本研究条件下,经酸处理后的δ-MnO2晶型由δ型转变为α型,而在随后的苯胺引入及其聚合步骤中MnO2晶型均不再改变。以200mA·g-1的电流进行恒电流充放电性能测试,结果显示,MnO2/聚苯胺复合材料的充放电容量达到160.2mA·g-1,与酸处理后得到的α-MnO2接近(160.9mA·g-1),但比前驱体δ-MnO2高(125.8mA·g-1);更为重要的是,MnO2/聚苯胺复合材料与前驱体及酸处理得到的样品相比,其循环性能得到了较大的提高。

超级电容器复合材料MnO_2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α MnO2·nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征。循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α MnO2·nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为。随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定。

多元醇法制备Cu_2O/CNTs复合材料的研究

以Cu(CH3COO)2·H2O和经硝酸处理的CNTs作为原料,采用多元醇法成功合成了纳米氧化亚铜均布于碳纳米管表面的复合光催化剂.用透射电镜(TEM),高分辨透射电镜(HRTEM),X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征,测试结果表明大小为2～5nm的氧化亚铜纳米颗粒均匀分散于碳纳米管的表面.讨论了反应条件对Cu2O在CNTs上负载效果的影响并就多元醇法合成Cu2O/CNTs复合材料的反应机理作了初步探讨.

MnO_2-碳复合材料在超级电容器中的应用研究进展

碳材料具有低成本、结构多样性以及相对稳定的电化学性能等优点,是构建三维自支撑电极材料的首选基底材料。二氧化锰(MnO_2)因具有高理论比容量、低成本、自然资源丰富和环境友好等特点,作为超级电容器电极材料备受科研人员关注。介绍了MnO_2-活性炭(AC)、碳纳米管(CNT)、碳纤维(CF)和石墨烯(GR)复合电极的研究进展,并对MnO_2-碳复合电极材料发展趋势进行了展望。

MnO_2/CB/环氧树脂双层复合材料的吸波性能研究

为改善吸波材料对入射电磁波的阻抗匹配性能，采用不同吸收剂设计并制备了具有阻抗渐变结构的双层吸波材料，匹配层中引入二氧化锰或炭黑为填料，吸收层采用炭黑为填料，通过改变吸收剂含量和类型首次设计了9种双层匹配方案．实验结果表明，当匹配层吸收剂为10％的二氧化锰，吸收层吸收剂为30％的炭黑时，双层复合材料的电磁波吸收性能为最佳，特别是当匹配层的厚度为2mm时，其吸收性能在8-18GHz测试频段内的16．8GHz达到-27．48dB，优于-10dB的频带达8．6GHz，具有一定的工程应用价值．

MnO_2/聚苯胺复合材料的电化学电容

以P123为模板剂,软模板法制备出纳米MnO2.酸性条件下引入苯胺并聚合,得到了MnO2/聚苯胺复合材料.X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR),扫描电子显微镜(SEM)表征观察样品的结构、形貌.循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等测试MnO2/聚苯胺电极的电化学性能.结果表明:引入苯胺改变了样品纳米MnO2的形貌.MnO2/聚苯胺电极比容量高达190.8F·g-1,500次循环电极比容量仅衰减4.7%,库仑效率均保持在97%以上.

MnO_2/PPy/PANI三元纳米管复合材料的合成及其电化学电容性能

在聚苯胺(PANI)和二氧化锰(MnO2)存在的条件下,以FeCl3/甲基橙为模板,通过化学氧化法聚合吡咯(Py)单体,制备MnO2/PPy/PANI纳米管复合材料。利用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱和电化学测试等多种测试技术对复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试,并讨论了不同含量的PANI对复合物材料的结构和性能的影响。结果表明,由于PANI、MnO2与PPy三者的相互协同作用,以及材料管状结构的大比表面积,使三元复合材料具有比二元复合材料要大的电化学活性。所合成的三元复合材料最大比容量达到458.4 F/g。

MnO_2/C复合材料的电化学电容特性研究

应用乙炔黑直接还原高锰酸钾制备MnO2/C复合材料.样品结构及性能由XRD和SEM表征.研究了MnO2/C电极(正极)在不同电解液中的法拉第"准电容行为",及其循环伏安、交流阻抗与恒电流充放电等性能.实验表明,MnO2/C复合材料具有良好的电化学电容特性.在1 mol/L的KOH电解液中和电流密度为5 mA/cm2下,MnO2/C复合材料的比电容量可达258 F/g,并表现出良好的循环性能.

CNTs／Al2O3复合材料嵌入型显微结构的设计及影响因素分析

为获得好的强韧化效果,提出了适合碳纳米管强韧化陶瓷基复合材料的嵌入型显微结构模型,应用杂凝聚法,分别采用单壁、多壁及定向碳纳米管复合,制备了具有该种结构特征的复合材料。对比研究了上述三种CNTs/Al2O3复合材料显微结构的差异及对复合材料性能的影响。结果表明,碳纳米管种类、形态及分散性对嵌入型显微结构的形成有影响,细且直的单壁碳纳米管有利于形成嵌入型显微结构。

MOFs衍生多孔碳/MnO_2复合材料及其在超级电容器中的应用

利用高比表面积、大孔隙率金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)作为牺牲模板,制备了MOFs(ZIF-8)衍生多孔碳材料(PCs),以其作为导电基底,在表面生长金属氧化物MnO_2,获得MnO_2/PCs复合材料并将其应用在超级电容器中.制备的复合材料具有良好的电化学电容性能,在三电极体系中,1 A·g^(-1)的电流密度下比电容可达199 F·g^(-1),经过2 000次充放电循环后,比电容仍能保持初始值的80%.使用MnO_2/PCs复合材料作为正极,PCs作为负极,组成的非对称型电容器MnO_2/PCs//PCs具有优异的电化学储能性能,在950 W·kg^(-1)的功率密度下,能量密度高达10.16 Wh·kg^(-1);而且当功率密度上升为9 500 W·kg^(-1)时,能量密度仍可以保持4.48 Wh·kg^(-1).

镀铜CNTs/Ti_(3)AlC_(2)增强AZ91D复合材料的制备及机理研究

采用自蔓延高温合成法制备Ti_(3)AlC_(2)陶瓷粉体,对CNTs粉体、Ti_(3)AlC_(2)粉体进行化学镀铜,表面改性.以镀铜后的CNTs粉体、Ti_(3)AlC_(2)粉体为增强相,AZ91D粉末为基体,采用热压烧结法制备CNTs/Ti_(3)AlC_(2)/AZ91D复合材料.确定复合材料的最佳原料配比为:镀铜后的CNTs∶镀铜后的Ti_(3)AlC_(2)∶AZ91D=1∶25∶74,热压烧结的最佳工艺参数为:压力为35MPa,烧结温度为500℃.测试了复合材料的各项性能,随着CNTs粉体含量的增加,复合材料的密度逐渐减小,硬度先增加后减小.复合材料的力学性能:弯曲强度为342 MPa、压缩强度为427MPa、剪切强度为119MPa,复合材料拉伸强度提高了25.52%,屈服强度提高了122.46%,延伸率提高了33.54%.并分析了影响复合材料性能的U相生成机制、位错强化机制、载荷强化机制等机理.

SnO_2/CNTs复合材料的制备与表征

采用热蒸发法制备SnO2/CNTs复合材料,在不同工艺条件下制备了SnO2/CNTs复合材料,对影响SnO2/CNTs复合材料的生长条件,主要是温度和环境压力等参数进行了研究。使用X射线衍射仪、拉曼谱仪对样品进行了成分及结构测试,并用扫描电镜对样品表面形貌进行了观测。结果表明,以温度900℃、压力0.08 MPa、保温时间120 min为参数制备的复合材料纯度最高。进一步分析了沉积理论,证明低温、高压利于SnO2的形成。

电化学沉积制备MnO_2/PEDOT-PSS复合材料及其电容特性研究

通过电化学方法在泡沫镍基底上电沉积MnO_2,然后在其表面原位电聚合导电高分子PEDOT-PSS,形成复合结构材料,并研究不同聚合时间包覆的导电高分子层对复合电极电化学性能的影响。采用拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜观察制备的复合材料电极的表面形貌与结构。通过电化学测试结果表明,电聚合10s得到的PEDOT-PSS包覆的MnO_2复合材料(P-MnO_2-2)的比容量最高(346.5 F/g),是MnO_2电极(179.1 F/g)的1.9倍,在6 A/g大电流密度下仍具有223.5 F/g的比容量,且循环稳定性比较好。最后使用KOH凝胶固态电解液,组装成柔性对称型固态超级电容器点亮一个LED灯。

制备3D-MnO_2/Ni复合材料并运用于高性能超级电容器

在过渡金属氧化物中,二氧化锰(MnO_2)是法拉第电容器的重要电极材料,因其具有易得、价廉、无毒、环境友好等优点,近年来一直是电化学储能电极材料的研究热点.以Ni网为基底,通过一步电化学沉积的方法制备了具有球形结构的MnO_2粒子,基底良好的导电性以及复合材料的3维结构使得在电化学反应时增加了电极材料与电解液的接触面积,因而使得电极的电化学性能大幅度提高:该电极在200 mA·g^(-1)的电流密度下的首次放电比电容达到146.9 F·g^(-1),且经过1 000次循环后,比电容保持率为91.1%,显示出较高的放电比容量和良好的循环性能.

不同还原温度制备RGO/MnO_2复合材料对电容增效的影响(英文)

将氧化石墨烯GO(Graphene oxide)进行热还原得到RGO(Reduced graphene oxide),通过液相法原位合成出RGO/M n O2电极复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、四探针法和循环伏安测试表征分析复合材料的表面形貌、微观结构、电导率和比电容。结果表明,相较于纯Mn O2和GO/Mn O2电极材料,RGO/Mn O2复合材料比电容得到提高。热还原温度为600℃时比电容最高,为321 F·g-1。这可能是GO的加入显著降低了Mn O2的团聚程度,增大了Mn O2参与赝电容反应的活性面积。热还原得到的RGO有效提高了复合材料的电导率,其残留的含氧官能团提供了一定的赝电容。