MnO_2/PbO_2复合电极的电化学电容行为

研究了向纳米MnO2中添加PbO2制成复合电极的电化学性能。恒流充放电测试表明,PbO2添加量为26.5%时,MnO2单电极的10mA放电比电容从203.6F/g提高到339.2F/g,50mA放电比电容从150F/g提高到267.8F/g。结合循环伏安实验,初步认为PbO2对MnO2的改性作用基于在MnO2充放电过程中,Pb元素进入MnO2晶格,PbO2与MnO2形成了复合物Pb(X)Mn(Y)(X=Ⅳ,Ⅱ;Y=Ⅳ,Ⅲ)。这些复合物可以共氧化和共还原,使MnO2/MnOOH的均相氧化还原过程进行得更为完全。

MnO_(2)/碳气凝胶复合电极材料的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法,利用可溶性淀粉制备碳气凝胶基体,并通过水热反应将MnO_(2)纳米结构在碳气凝胶(CA)表面原位生长,制得了MnO_(2)/CA复合电极材料,并对该复合材料进行了结构和形貌表征以及电化学性能测试.结果显示,MnO_(2)/CA复合材料相比于纯相的MnO_(2)有着更好的电化学性能.样品M15CA(原料中KMnO 4与CA以15∶1的质量比复合得到的样品)在1 A/g的电流密度下比电容可达202 F/g,电流密度从1 A/g增加至10 A/g时比电容保持率为77.4%,在10 A/g下经过10000次循环后比电容保持率为88.6%.复合材料性能的提升主要归因于CA高的导电性,其与MnO_(2)复合后电极的转移电阻显著降低.另外,CA的三维多孔网络结构有效防止了MnO_(2)的团聚,使得电极材料与电解液更加充分接触、反应活性位点增多.

α-PbO纳米粉体的固相合成及其对MnO_2电极材料的改性作用

利用 Pb( )盐与 Na OH在室温下进行固相反应制备了纳米级α-Pb O粉体 (桔红色 ) .借助 X射线衍射、透射电镜测试对合成的纳米粉体试样的物理性质作了表征 .初步探讨了反应机理 .将合成的试样用于改性 Mn O2 电极 .1次深度放电测试结果表明 ,样品的掺杂量在 1 .2 5%～ 5.0 0 %之间对 Mn O2 有良好的改性效果 ,中等负荷放电时 ,纳米 Pb O改性的 Mn O2 电极的放电容量比常粒径 Pb O改性的 Mn O2 电极的放电容量高出 2 0 %以上 ,比纯国际 1 # 电解锰样 ( γ-Mn O2 )的放电容量平均高出约 50 % ,在重负荷放电时 ,改性 Mn O2电极的放电容量提高幅度更大 .

新型不锈钢基PbO_2/PbO_2-CeO_2复合电极材料的研制

报道了在不锈钢基体上电沉积制备PbO2/PbO2-CeO2复合电极材料.研究了电沉积工艺参数对不锈钢表面沉积二氧化铅的影响.采用XRD、SEM对得到的电极进行了相结构和形貌分析,把该新型电极材料应用于电积锌过程并与传统的铅电极进行了对比,结果表明,采用不锈钢基PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料,锌电积过程的槽电压降低,电流效率高.

稀土Y掺杂Ti/SnO_2+MnO_x/PbO_2电极的电化学性能研究

采用热分解和电沉积的方法制备了稀土元素Y掺杂Ti/SnO2+MnOx/PbO2耐酸阳极。用XRD、SEM表征了电极的物相和表面形貌,用CV、EIS测定了电极的电化学性能,并研究了Y掺杂对电极在强酸性溶液中使用寿命的影响。结果表明:Y以Y2O3的形式与SnO2形成半导体固溶体,使电极在高电流密度(4A/cm2)下的预期使用寿命达到70h;同时该电极的析氧电位高达2.1V,且电极表面呈蘑菇状,电催化性较好,Ti/SnO2+Y2O3+MnOx/PbO2电极是一种较理想的耐酸阳极材料。

超级电容器MnO_2/CRF复合电极材料的制备及性能的研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备碳气凝胶(CRF),并以KMnO4和Mn(CH3COO)2.4H2O为原料,采用了化学沉淀法制备MnO2/CRF复合材料。用N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的MnO2、CRF和MnO2/CRF复合材料进行了表征,结果表明碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,所制备的MnO2为纳米级颗粒,复合材料为纳米级粉体。并对不同配比的MnO2/CRF复合材料的电化学性能进行了研究。循环伏安、恒流充放电实验表明了所制备的MnO2/CRF复合电极材料具有良好的可逆性和充放电性能。当MnO2含量为60%时,MnO2与碳气凝胶复合制成的新型电极材料具有226.3F/g的比电容,比碳气凝胶电极的比电容提高了1倍。此外,对复合电极的循环寿命进行了研究,表明复合电极具有良好的循环充放电性能。

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。

新型不锈钢基PbO_2-WC-ZrO_2复合电极材料的研制

在不锈钢基体上电沉积PbO2-WC-ZrO2复合镀层。研究了电沉积工艺参数对复合镀层的影响。确定了最佳工艺规范:J=3A/dm2,t=2.5h,θ=25°C,ρ(ZrO2)=40～50g/L,ρ(WC)=30～40g/L。获得了镀层结构均匀、致密,w(ZrO2)=4%～6%,w(WC)=7%～10%的PbO2-ZrO2-WC复合惰性阳极材料。将该阳极材料应用于电积锌其析氧电位为1700mV。新型PbO2-ZrO2-WC复合电极材料满足了惰性阳极材料的要求。

不锈钢/β-PbO_2-CNT复合镀层电极的制备及其性能

为了获得一种锌电解用新型阳极材料,在不锈钢上先电化学沉积α-PbO2为中间层,再在镀液中掺杂碳纳米管(CNT)制备了β-PbO2-CNT复合镀层。通过扫描电镜、X射线衍射仪及电化学方法研究了复合镀层的形貌、成分及不同CNT含量的复合镀层在Zn2+-H2SO4体系下的电化学性能。结果表明:CNT掺杂细化了β-PbO2-CNT复合镀层的晶粒,复合镀层表面有正八面体的β-PbO2颗粒、CNT以及因CNT而生成的小八面体β-PbO2晶粒,掺杂CNT提高了复合镀层电极的电催化性能,但对其耐蚀性的提高不多;镀液中CNT的含量为20 g/L时,制备的复合镀层电极的电催化性能和耐蚀性能较好,与Pb-Ag(1%)合金电极相比,以复合镀层电极作锌电解阳极时槽电压下降了160 mV,电流效率有所提高。

PbO_2纳米粉体的固相合成及其对MnO_2电极材料的改性作用

利用固相氧化反应制备了PbO2纳米粉体样品.借助XRD,TEM以及循环伏安测试对其性质进行了表征.同时,对反应条件的选择进行了讨论.将所得样品用于改性MnO2电极.恒流放电测试结果表明,样品掺杂量在1.25％～500％间对MnO2有良好的改性效果,可使改性MnO2的放电容量得到极大提高.循环伏安测试结果表明,铅的掺入改变了 MnO2的放电机理.在循环扫描过程中,掺杂物与MnO2均不再以单纯氧化物的形式存在,而是形成了一系列Pb（X）（X=O,Ⅱ）Mn（Y）（Y=Ⅳ,Ⅲ,Ⅱ）复合物的共氧化与共还原,抑制了电化学惰性物质Mn3O4的生成和积累,从而有望改善MnO2的可充性能.纳米PbO2与常粒径PbO2（标记为s）对MnO2的改性机理类似.但前者对MnO2的改性效果明显优于后者.当恒流放电至-1.0V时,其放电容量较S样改性MnO2的放电容量平均高出约30％.

掺杂锰矿粉的PbO_2复合电极的制备与应用

采用高压塑片法制备了纯PbO2电极及掺杂锰矿粉的PbO2复合电极，通过扫描电镜、加速寿命测试对电极性能进行了考察，并探讨了用PbO2复合电极对弱酸性桃红BS溶液进行的电催化降解机制和工艺条件。结果表明，PbO2复合电极的使用寿命是纯PbO2电极的3．3倍；在所考察的范围内，随着电流密度的增大，染料转化率和COD去除率均随之增加，当电流密度由70mA／cm^2增加到90mA／cm^2时，染料转化率和COD去除率增加趋势减缓；溶液pH对染料降解有影响，弱酸性桃红BS溶液在强酸和强碱条件下的降解效果较好，pH在3．98～7，99时，染料转化率和COD去除率变化不大；染料转化率和COD去除率均随着电解时间呈递增关系，3．0h后上升趋势逐渐减缓；支持电解质为NaCl时，能使染料转化率迅速提高，但其COD去除率不是很高；支持电解质为KNO3时，能显著提高弱酸性桃红BS溶液的COD去除率，0．5h时COD去除率达到83％以上。另外，通过加入羟自由基清除剂叔丁醇的研究表明，在弱酸性桃红BS的降解过程中，有羟自由基产生并参与了催化降解反应。

AEO-7改性Al/PbO_2/MnO_2电极性能的研究

在铝基体上,以β-PbO2为中间层,在添加不同浓度表面活性剂AEO-7的MnO2镀液中,采用阳极氧化法制备了改性MnO2电极。利用稳态析氧极化曲线、交流阻抗图谱、能谱对添加不同浓度表面活性剂所制备电极的电催化活性、耐蚀性和锰的含量进行了表征。结果表明,表面活性剂质量浓度为0.5g·L-1时制备的MnO2电极催化活性最好,耐蚀性最强,锰的含量最高。

循环伏安法制备石墨-MnO_2复合电极及其特性分析

MnO_2是一种广泛用于制作超级电容的重要材料,电化学方法制备的电极材料具有组织均匀等优点。为了提高石墨基体上电沉积的MnO_2的电容值,以硫酸锰和硫酸钠为主要原料,采用循环伏安法在石墨基体上制备MnO_2膜层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等研究了扫描速率、扫描次数以及添加硫酸镍对MnO_2膜层电容特性的影响。结果表明:随着扫描次数的增加,MnO_2膜层的电容先增加后下降,随着扫描速率的增大,MnO_2沉积速率先增大后减小,当扫描次数为550次、扫描速率为0.14 V/s时,获得的MnO_2颗粒均匀细小,膜层具有最大的电容;当溶液中硫酸镍与硫酸锰比例为1∶15时,膜层中沉积了MnO_2和NiO,颗粒均匀细小,增大了膜层的电容量。

α-PbO_2-CeO_2-TiO_2复合电极材料的耐蚀性研究

将TiO2和CeO2颗粒添加到由PbO和NaOH组成的镀液中,通过阳极电沉积的方法在铝基体上制备了α-PbO2-TiO2-CeO2复合镀层,用作铝基二氧化铅电极的中间层。研究了CeO2及TiO2纳米微粒质量浓度及工艺条件对制备的复合电极耐蚀性能的影响。确定了最佳电解液组成为:将PbO加入到140g/LNaOH溶液中至饱和,15 g/LTiO2,10 g/LCeO2。温度40℃,电流密度0.5 A/dm2,电沉积时间3 h。在此条件下所得的复合镀层综合性能较好,复合镀层中w(TiO2)为3.74%,w(CeO2)为2.15%。

PbO_2-TiO_2纳米复合电极的制备及光电催化性能

本文采用脉冲电沉积法制备了PbO_2-TiO_2纳米复合电极,采用SEM、EDS和XRD表征了该电极的形貌、结构与元素组成,并研究了该电极的光电响应性质以及对染料罗丹明B的光电催化降解性能。结果表明,在脉冲频率10 Hz、沉积电流密度0.05 A/cm^2、占空比0.2的条件下制备的PbO_2-TiO_2电极具有最快的电沉积速度、最佳的纳米颗粒含量以及最长的电极寿命。该电极在365 nm紫外光照射下光电催化降解罗丹明B 90 min后,罗丹明B的紫外吸收特征光谱完全消失。

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。

多步法原位制备TiB2颗粒增强点焊电极用铜基复合材料及其应用

为提高点焊电极的使用寿命,采用多步法制备TiB2增强的铜基复合材料。采用X射线衍射(XRD)、金相显微技术、扫描电镜(SEM)等表征手段对多步法制备的TiB2增强的铜基复合材料物相、微观形貌进行分析。通过对复合材料力学性能指标测量发现,多步法制备所制备的铜基复合材料具有较好的综合力学性能,将多步法制备的铜基复合材料加工成点焊电极,其寿命测试结果相较于其它对比样最高,寿命达到1500个焊点,是普通铬锆铜点焊电极寿命的2.6倍。

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。

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。

电沉积法制备Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极及储能特性研究

本文采用两步电沉积技术,以泡沫铜为基底,原位制备了Cu(OH)_(2)/镍钴双金属硫化物(Ni-Co-S)复合电极材料。先采用恒电流沉积技术将泡沫铜表面氧化,得到Cu(OH)_(2),泡沫铜同时作为电极基底和铜的唯一来源,再通过恒电位沉积,将Ni-Co-S均匀覆盖在Cu(OH)_(2)表面。Cu(OH)_(2)一方面作为活性电极组分参与氧化还原反应,同时作为底层材料,为顶层Ni-Co-S的沉积提供较大的沉积空间,进而形成了更丰富的电化学活性位。基于这种原位电沉积技术以及Cu(OH)_(2)与Ni-Co-S组分的协同作用,Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极表现出增强的赝电容特性,在2mA·cm^(-2)的放电电流密度下,比容量为4.88 F·cm^(-2),库伦效率为88.12%,5000次充放电循环后,比容量保持在初始值的86.38%。