混合价态钒氧化物(V_(10)O_(24)·10H_2O)的合成及其电容性能研究

提出了一种新的简单水热法来合成混合价态V_(10)O_(24)·10H_2O。以廉价的V_2O_5为原料,Mn SO_4为还原剂,水热法制备得到样品。利用XRD、XPS、EDS、TG和SEM测试了样品的晶体结构、钒元素的价态、元素组成、水分含量和形貌。首次探讨了V_(10)O_(24)·10H_2O在水系电解质中的电容性能。电化学测试结果表明,V_(10)O_(24)·10H_2O电极在电压窗口为(-0.2—0.9)V、1 mol·L^(-1)KNO_3中性溶液为电解液条件下,展现出最大比电容为157.0 F·g^(-1);3 000次循环后具有90.4%的比电容保持率。与文献报道的单一价态V_2O_5的循环性能相比较,这种混合价态钒氧化物V_(10)O_(24)·10H_2O的循环性能明显好很多。

水热法合成不同价态的钒氧化物及其电容性能比较

以V2 O5为原料,葡萄糖为还原剂,利用水热法,控制不同反应温度,制备得到不同价态的钒氧化物。利用XRD、XPS、TG和SEM对产物的晶体结构、钒的价态、水分含量和形貌进行表征。结果表明,在水热温度80、100、120°C下,分别得到产物V2 O5·H2 O、V10 O24·10H2 O和VO2·0.7H2 O。利用循环伏安法和恒流充放电法研究了它们的电容性能。混合价态V10 O24·10H2 O的电容性能明显好于V2 O5·H2 O和VO2·0.7H2 O。在1 mol·L^-1 KNO3中性电解液溶液中电压窗口(-0.3-0.7)V条件下,V10 O24·10H2 O电极展现出初始比电容187.3为F·g^-1;1000次循环后的比电容保持率为92.8%。由于水热法操作简单,还原剂葡萄糖廉价易得,产物性能更好,因此水热法制备的V10 O24·10H2 O适合用于超级电容器的电极材料。