NiCo_2O_4/氧化石墨烯复合材料制备与电化学性能研究

为了研究NiCo_2O_4/氧化石墨烯(NiCo_2O_4/GO)复合材料的电化学性能,本文通过先水热合成前驱体再煅烧的方法制备了一系列NiCo_2O_4/GO复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学方法对其进行物理表征,其中以GO质量浓度为1 mg/mL悬浊液制备出的NiCo_2O_4/GO-3复合材料呈类海胆状结构.在1 M KOH水溶液中使用循环伏安法、恒电流充/放电法和交流阻抗法研究了NiCo_2O_4/GO复合材料电化学性能.研究表明,与纯NiCo_2O_4相比,制备的NiCo_2O_4/GO复合材料的比容量和赝电容性能均有明显提高,这主要是由于NiCo_2O_4/GO复合材料中NiCo_2O_4与GO纳米片的相互作用形成的高孔隙率复合结构; NiCo_2O_4/GO-3复合材料在电流密度为0. 5～3. 0 A/g时,比电容超过650 F/g,具有良好的倍率性能和高比容量.采用本文方法合成的NiCo_2O_4/GO复合材料,既提高了其倍率性能又保证了高比容量,是一种良好的超级电容器电极材料.

有序介孔碳负载NiCo_2O_4电极的制备及其超电容性能

以有序介孔碳(OMC)为载体,采用共沉淀法制备了OMC/NiCo2O4复合物.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和透射电镜(TEM)研究其结构与形貌,发现NiCo2O4纳米颗粒均匀地负载在有序介孔碳上.循环伏安和恒流充放电测试表明,NiCo2O4质量分数为40%时,在1A·g-1的电流密度下,复合物电极的比电容可以达到577.0F·g-1,电流密度为8A·g-1时,比电容可以达到470.8F·g-1,并具有良好的循环稳定性.在2A·g-1的电流密度下,经过2000次循环后,比电容还可达到508.4F·g-1,电容保持率为92.7%.

NiCo_2O_4纳米线对H_2O_2电还原的催化性能

以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线正极材料,XRD和SEM表征结果表明,所得材料为NiCo2O4纳米线,以循环伏安法和计时电流法研究了泡沫镍载NiCo2O4纳米线对H2O2电还原的催化性能.结果显示,在0.4 mol/L H2O2和3.0 mol/L NaOH溶液中,当电压为-0.4 V(vs.Ag/AgCl)时,循环伏安的电流密度达到125 mA/cm2;当电压为-0.2,-0.3和-0.4 V时,在30 min的测试时间内,计时电流密度几乎均为一常数,表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线为催化剂电还原H2O2具有很高的活性和很好的稳定性.

MnO_2/NiCo_2O_4的静电自组装合成及其电化学性能

通过带负电荷的MnO2纳米片与带正电荷的Co-Ni层状双氢氧化物(LDHs)纳米片的静电自组装外加后续热处理合成了异质层状结构的MnO2/NiCo2O4复合物.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、原子吸收光谱(AAS)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗技术对其电化学性能进行了测试.研究结果表明,该方法制得的异质复合物具有多孔层状堆垛结构,这种特殊的结构不仅增大了电解液离子的接触面积,而且还为其嵌入-脱出提供了有效途径.该复合物在1 A·g-1电流密度时,-0.6-0.45 V电位窗口内的比电容达482 F·g-1,优于纯组分MnO2和NiCo2O4的电容性能.

用尖晶石型化合物 NiCo_2O_4 和复合镀技术制备析氧电极

为减少析氧电位、提高电极的稳定性、降低能耗和成本，人们一直在努力合成各种过渡金属复合氧化物作为析氧的电催化材料［１］．研究表明，尖晶石型化合物ＮｉＣｏ２Ｏ４对氧的析出有较高的催化活性［２］．但因其制备方法多为喷涂热解法，需４００℃以上温度，因此易发生...

棒状多孔NiCo_2O_4粉末的可控制备及其电催化性能研究

以NiCl_2·6H_2O,CoCl_2·6H_2O和草酸为原料,利用氨水为配位剂和溶液pH调节剂,通过配位共沉淀–热分解法制备了棒状多孔NiCo_2O_4粉末,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜以及比表面积仪对前驱体和NiCo_2O_4粉末的形貌和结构进行了表征,考察了溶液pH对前驱体粉末形貌和分散性的影响;采用循环伏安法和计时电流法研究了乙醇在棒状多孔NiCo_2O_4粉末修饰的玻碳电极上的电催化性能。结果表明:前驱体的形貌与溶液的pH有关,热分解得到的NiCo_2O_4粉末继承了前驱体形貌,呈多孔棒状,比表面积为89 m^2/g,平均孔径为12.56 nm。该粉末对乙醇具有良好的电催化活性,氧化峰电流与乙醇浓度、扫速的平方根均呈直线关系,表明棒状多孔NiCo_2O_4粉末对乙醇的催化反应机理为扩散控制。

超级电容器用凹凸棒石负载氮掺杂碳@NiCo_2O_4复合电极材料的制备及其电化学性能研究

通过在凹凸棒石表面原位聚合苯胺制得聚苯胺包覆凹凸棒石,经高温热处理得到凹凸棒石(ATP)负载氮掺杂碳(ANC),然后通过水热-煅烧法在ANC表面负载NiCo_2O_4制得ANC@NiCo_2O_4复合材料.采用FTIR、XRD、SEM、TEM和BET表征其化学组成和微观结构,通过恒流充放电(GCD)和循环伏安法(CV)测试其电化学性能.结果表明,ANC较高的比表面积和疏松多孔的形貌,使水热NiCo_2O_4颗粒能够均匀分散在其表面,与电解液的接触面积较大,赋予复合材料良好的电化学性能.复合材料在1 A·g^(-1)时质量比电容可达945.5 F·g^(-1),16 A·g^(-1)时质量比电容为587.6 F·g^(-1),保持率为62.1%,表现出较好的倍率特性.在12 A·g^(-1)大电流下循环充放电2000次后,质量比电容保持率达74.1%,高于水热纯纳米NiCo_2O_4的48.7%,表明ANC@NiCo_2O_4复合材料具有较好的循环稳定性.

以泡沫镍载NiCo_2O_4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H_2O_2半燃料电池

研究了以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池的性能.以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列阴极材料,SEM测定结果表明,NiCo2O4纳米线几乎垂直于泡沫镍载体表面生长.以电压和功率密度-电流密度曲线研究了H2O2浓度、电解液流速和温度对电池性能的影响,结果显示,以铝片为阳极,0.6 mol/L H2O2为氧化剂的电池的开路电压约为1.40 V;在室温和57℃下,电流密度为98和172 mA/cm2时,最大功率密度分别达到79和120 mW/cm2.在5000 s的测试时间内,0.70 V的恒电流密度和75 mA/cm2的恒电压值几乎为一常数,这表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为催化剂电还原H2O2具有很好的活性、稳定性和传质性能.

超级电容器用NiCo_2O_4电极材料的研究综述

尖晶石NiCo_2O_4作为一种具有赝电容行为的超级电容器材料,由于其比容量高、电化学性能良好以及环境友好等优点得到了广泛研究。综述了NiCo_2O_4电极材料的制备及改性,指出NiCo_2O_4电极材料未来的研究重点。

NiCo_2O_4/C复合电极材料的制备以及超级电容性能

采用化学共沉淀法合成了纳米级NiCo2O4/C复合材料,并以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品进行了结构和形貌的表征,结果表明,合成的复合材料为立方尖晶石结构,其粒径大小为30～40nm,颗粒呈球形且分布均匀。循环伏安(CV)、恒电流充放电测试表明,NiCo2O4/C复合材料在6mol/LKOH水系电解液中表现出优异的超级电容特征,在0～0.9V的电位范围内,NiCo2O4/C电极材料比电容量可高达290.49F/g,并具有良好的可逆性和优异的循环性能。

石墨烯/尖晶石LiMn_2O_4纳米复合材料制备及电化学性能

采用溶胶凝胶法和还原氧化石墨法制备尖晶石LiMn2O4纳米晶和石墨烯纳米片,并采用冷冻干燥法制备了石墨烯/尖晶石LiMn2O4纳米复合材料,利用XRD、SEM、AFM等对其结构及表面形貌进行表征;利用CV、充放电、EIS研究纳米复合材料的电化学性能和电极过程动力学特征。结果表明:纳米LiMn2O4电极材料及其石墨烯掺杂纳米复合材料的放电比容量分别为107.16 mAh.g-1,124.30 mAh.g-1,循环100周后,对应容量保持率为74.31%和96.66%,石墨烯可显著改善尖晶石LiMn2O4电极材料的电化学性能,归结于其良好的导电性。纳米复合材料EIS上感抗的产生与半导体尖晶石LiMn2O4不均匀地分布在石墨烯膜表面所造成局域浓差有关,并提出了感抗产生的模型。

石墨烯修饰改性制备锂离子电池LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2复合正极材料及其性能

采用两步干混-球磨方法制备了石墨烯掺杂改性的锂离子电池LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2复合正极材料,实现LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料的高容量和高安全性。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试等表征手段对材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能进行了较系统的研究。结果表明,石墨烯的存在实现了Li Fe PO4材料在LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2材料表面的完全包覆,形成致密的包覆层,进一步抑制LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2与电解液之间的副反应,提高活性材料利用率和循环性能。三者之间构成导电网络,加快电子渗透和传输,提高倍率性能。Li Fe PO4质量分数为20%的Li Fe PO4-Graphene/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品具有最佳的容量性能和长循环性能,0.1C时放电容量达到202.5 m Ah·g^(-1),3C时放电容量仍然可保持在160.5 m Ah·g^(-1)。50℃在2.8~4.3 V,0.5C下循环100次后,容量保持率为91.9%,优于LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2和LiFePO_4/LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2样品的72.9%和82.0%。

Ni/NiCo_2O_4复合电极的制备及其在碱性介质中的析氧性能

采用共沉淀法制备尖晶石型复合氧化物 NiCo2O4, 然后将其加入瓦特镀镍液中, 复合电沉积了 Ni/NiCo2O4复合镀层. 通过改变镀液pH值、阴极电流密度jk等条件, 探索复合电沉积的最佳工艺条件. 运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)表征了复合镀层的表面形貌、颗粒含量和结构. 结果表明: 在镀液pH=6.2和jk=100 mA·cm-2的条件下所得Ni/NiCo2O4复合镀层中, NiCo2O4的含量达到最高(30.6%,w). 在5 mo·lL-1的KOH溶液中, 采用循环伏安、稳态极化和电化学阻抗法研究了电极的电催化析氧性能. 与镍电极对比, Ni/NiCo2O4复合电极的电催化析氧性能更高, 表观活化自由能降低了53.2 kJ·mol-1, 其析氧反应的表观交换电流密度是镍电极的7倍. 电化学阻抗谱分析表明, Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中析氧反应由电化学步骤和扩散步骤联合控制. 恒电位长时间电解析氧实验表明, 该Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中的析氧具有高的稳定性.

共沉淀法制备NiCo_2O_4及其超级电容器电化学性能

以醋酸盐为原料,共沉淀法成功制备出纯尖晶石结构NiCo_2O_4电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸脱附分析(BET)方法对试样的结构形貌及比表面积进行了表征,通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试其电容性能。结果表明:在100 mA/g电流密度下恒流充放电,比电容可达218 F/g,在300 mA/g电流密度下,循环100次,容量保持率保持在65%以上。

水热法制备CoFe_2O_4/石墨烯复合物及其电化学性能

本研究采用水热法制备了质量比为2∶1的CoFe2O4/石墨烯(CoFe2O4/graphene)复合物,利用XRD、FT-IR和TEM对样品的结构和形貌进行了表征,采用循环伏安法(CV)和恒电流充放电测试研究了其电化学性能。结果表明,CoFe2O4均匀的分布在石墨烯表面,粒径大约为10nm。在0.5A/g的电流密度下,比电容为105F/g。1000次循环后,电容保持率在90%以上。

基于磁性CoFe_2O_4-石墨烯分子印迹技术联用高效液相色谱测定蜂蜜中的咖啡因

建立了磁性CoFe_2O_4-石墨烯分子印迹技术联用高效液相色谱测定蜂蜜中咖啡因的分析方法。CoFe_2O_4-石墨烯分子印迹材料以CoFe_2O_4-石墨烯为载体,多巴胺为功能单体和交联剂,咖啡因为模板分子制得。实验考察了一系列影响萃取效率的因素,在最优的萃取条件下,咖啡因在0.1~50μg/L范围线性良好(R2≥0.9987),检出限为0.02μg/L,富集倍数可达到100倍。本方法有良好的线性关系、回收率和实用性。

Ni/NiCo_2O_4电极的制备及其析氧反应性能

采用溶胶-凝胶法制备NiCo2O4尖晶石粉体,然后以多孔Ni为基体,通过复合溶胶涂覆结合烧结制备Ni/NiCo2O4涂层电极.运用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征粉体以及Ni/NiCo2O4涂层电极的组成和结构.采用循环伏安(CV),稳态极化(LSV),电化学阻抗谱(EIS),恒电位阶跃以及恒电位长时间电解研究涂层电极在5mol·L-1KOH溶液中的电催化析氧反应(OER).结果表明:Ni/NiCo2O4涂层电极与多孔Ni电极对比,具有低的析氧过电位、高的比表面积和高的稳定性能;其中比表面积增大了28.69倍,表观活化能在不同过电位分别降低了166.78和162.15kJ·mol-1.

纳米NiCo_2O_4的两种制备方法比较及其甲醇电氧化性能研究

分别以微乳液法和共沉淀法制备了NiCo_2O_4纳米棒和纳米片。对比研究了两种方法制备的NiCo_2O_4纳米材料的物相、形貌、孔道结构及其催化甲醇氧化的性能。结果表明:350℃煅烧5 h后,两种方法均能制备出NiCo_2O_4纳米材料,但共沉淀法制备的纳米片结晶度低于微乳液法制备的NiCo_2O_4纳米棒。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和氮气吸脱附测试发现,NiCo_2O_4纳米棒具有介孔结构,比表面积为116.8 m^2·g^(-1),而NiCo_2O_4纳米片是六方片状结构,比表面积为36.1 m^2·g^(-1)。电化学结果显示,电压为0.6 V,扫描速率为50 mV·s^(-1)时,纳米片的电流密度为47.8 mA·cm^(-2),纳米棒为31.9 mA·cm^(-2)。在0.5 V扫描3000 s后,纳米片仍能保持70%的初始电流密度,纳米棒为51%。共沉淀法制备的NiCo_2O_4纳米片比微乳液法制备的纳米棒具有更好的催化甲醇氧化活性、稳定性。这可能是由于NiCo_2O_4纳米片的特殊的片层形貌及其一定的无序度导致的。

还原的氧化石墨烯/CoFe_2O_4的膜分散-水热法制备及其吸波性能

基于双膜分散技术与水热法相结合的思想,在较低温度条件下,短时间内合成了还原的氧化石墨烯（rGO）/CoFe2O4纳米复合材料,并研究了rGO/CoFe2O4的吸波性能。通过XRD、SEM、EDS、TEM、TG/DSC、IR测试手段对rGO/CoFe2O4进行表征,采用矢量网络分析仪测定了复合材料在2~18GHz范围内复介电常数和复磁导率的变化,并利用计算机模拟材料在不同厚度下电磁波的衰减性能。结果表明：在透明绢丝状石墨烯的表面及边缘负载了粒度均匀的纳米CoFe2O4粒子;单一纳米CoFe2O4的反射率损耗为-3.59d B。而m CoFe2O4∶m GO为10∶7的样品的吸波层厚度在2~3mm之间变化时,微波吸收效果显著增强,厚度为3mm时,出现最大微波衰减值-9.2d B,并且微波吸收峰随着吸波层厚度的增加而向低频移动。相比于单一纳米CoFe2O4粉体,rGO/CoFe2O4纳米复合材料对电磁波的吸收效果有了大幅度的提高。

尖晶石结构NiCo_2O_4材料在超级电容器中的应用进展

尖晶石结构Ni Co2O4材料以其优异的电化学性能,成为具有很好应用前景的超级电容器电极材料,近年来受到广泛关注。本文主要对Ni Co2O4材料在超级电容器中的研究应用现状进行了详细的综述,重点介绍了Ni Co2O4材料的结构、制备方法和改性方法,并且对其未来研究方向和应用前景进行了展望。