铈基复合材料的制备与电化学性能研究

来源 :江西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yongren803
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全球经济的高速发展使得能源与环境成为限制当前人类社会可持续发展的难题。由于化石燃料的耗尽和环境污染的增加,人类迫切需要绿色、高效、清洁和可持续的能源来满足生产生活等各方面的需求,但是发展环境友好型的能源离不开能源转换和存储相关的新技术,比如电池、燃料电池、水分解以及电化学超级电容器(ES:Electrochemical supercapacitors)等。作为未来能源技术中有前途的能源储存装置之一,超级电容器因其特性(如高功率输出,长循环寿命和快速充电-放电(CHDH)特性)而在解决新兴能源需求方面引起越来越多的关注,但是其低能量密度及高成本生产限制了其发展,因此为了克服这些难题,电极材料的研究俨然成为关键。CeO2中Ce3+和Ce4+之间相互转换的能力使得其是一种良好的氧化还原材料,可以应用于超级电容器。尽管CeO2具有良好的氧化还原特性,但其导电性和结构稳定性差。当Ce4+还原为Ce3+时,其晶格总是膨胀。因此,它不能单独用于电极材料。为了满足高性能超级电容器的要求,同时具有良好的电容性能,倍率性能,能量密度和循环稳定性,必须将CeO2与碳材料或其他金属氧化物复合。本论文主要研究低成本下铈基微纳米复合材料的制备及其电化学性能,研究过程及结果分为以下几个部分:(1)CeO2/Fe2O3与CeO2-Fe2O3/C复合材料的制备及电化学性能研究以Ce(NO33·6H2O和1,1’-二茂铁二甲酸(C12H10FeO4)为原料,乙醇为溶剂,通过溶剂热法成功的制备出了具有微米球形貌的铈基配位聚合物,并考察了时间、温度与反应物比例对前驱体形貌及结构的影响。进而,将铈基配位聚合物前驱体在空气氛围下与氮气氛围下以800 oC煅烧4 h,得到两种形貌不同的碳含量不同的复合材料。空气氛围中煅烧得到的是空心球状的CeO2/Fe2O3材料,氮气氛围中煅烧得到的是实心球状的CeO2-Fe2O3/C材料,对制备的这两种电极材料分别在6 M KOH电解液中测试电化学性能。此外,还发现CeO2-Fe2O3/C材料对酸性橙II染料有显著的吸附效果。(2)Ce,Mo,Ni基超级电容器功能材料的合成与电化学性能以Ce(NO33·6H2O、Na2MoO4·2H2O和Ni(CH3COOH)2·4H2O为原料,水为溶剂,通过水热法成功地制备出了一系列具有微米花球形貌的配位聚合物,并将几种配位聚合物前驱体在空气氛围下以450oC煅烧2 h,得到几种与前驱体形貌相似双金属与多金属氧化物:NiMoO4,Ce2Mo3O12,Ni/Ce2Mo3O12-CeO2,Ni/Ce2Mo3O12,并对产物进行了一系列表征,最后对制备的这几种电极材料分别在2 M KOH电解液中测试电化学性能。测试结果表明,在扫描速率1 mV/s下NiMoO4,Ce2Mo3O12,Ni/Ce2Mo3O12-CeO2,Ni/Ce2Mo3O12材料的电容量(Csp)达到430 F/g,213 F/g,328 F/g,722 F/g。(3)Fe掺杂CeO2花状超结构:快速微波辅助合成,表征及其对析氧反应的催化性能以Ce(NO33·6H2O和K3[Fe(C2O43]·3H2O为原料,水为溶剂,通过微波辅助法成功的制备出了具有三维花状形貌的铈基配位聚合物,并详细考察了时间,温度及反应物比例对前驱体形貌及结构的影响。并将配位聚合物前驱体在空气氛围下分别以400 oC,500 oC及600 oC煅烧3 h,得到三种掺杂Fe的二氧化铈。由于Ce和Fe之间的协同作用,电催化剂在1 M KOH电解液中显示了优良的电催化析氧(OER:oxygen evolution reaction)性能。
其他文献
1病例情况患儿,男,8岁.因"左腋窝肿物半月"就诊.无明显疼痛、发热等症状,曾在外院就诊怀疑恶性肿瘤而转来我院,查体发现左腋窝一约4.0cm×1.5cm×1.5cm大小肿物位于
期刊
近年来,山东省检察机关认真贯彻落实最高人民检察院关于智慧检务建设的部署要求,全面有序实施电子检务工程,全速全力构建大数据智慧检务平台,大力开展数据资源建设。在大数据
针对无人机半物理仿真实验存在的传感器众多且接口不统一的问题,设计并实现了一种可快速集成实验系统的智能多串口卡。板上采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)对数据进行预处理,有效地减少了系统仿真实验的工作负荷。介绍一种通讯卡驱动开发的思路和方法,完成了RTX(Real Time Extension)实时环境下的驱动开发。智能多串口板卡经过测试,具有很高的实时性,
目的研究淋巴瘤患者三氧化二砷治疗前后外周血单个核细胞端粒酶逆转录酶表达的变化以及可能的机制。目的用实时荧光定量PCR目的检测22例患者,比较hTERT的相对值NhTERT(NhTERT=1
--Huaibei Commission of Foreign Tradeand Economy Huaibei is located in the north of Anhuiprovince,at the intersection of four provincesof Jiangsu,Shandong,Henan
期刊
印刷电路板装配(Printed Cirruit Board Assembly,PCBA)制造系统的建模和分析非常重要,许多方法都已经用来对其进行建模和定量分析,在制造系统中,Petri网(PetriNets,PN)被认为是非常适
目的探讨手用ProTaper镍钛器械预备磨牙弯曲根管的临床疗效。方法选择2006年12月至2007年12月问在潍坊医学院附属医院口腔科行根管治疗的245个磨牙弯曲根管,按就诊顺序随机分
目的探讨盆底器官脱垂(POP)患者盆底支持结构中胶原代谢状态,分析胶原代谢与疾病发生的关系。方法采用免疫组化方法,测定50例盆底器官脱垂患者(POP组),并选择同期20例妇科良性病变而
<正> 我科于1997年5月至10月间采用无环鸟苷治疗手足口病患儿20例,与采用病毒唑治疗的对照组30例比较,观察其疗效并报告如下。 1 资料与结果 1.1 一般资料 20例发病年龄最小6