检索结果-南通市图书馆

锌锰氧化物微纳结构的制备及其电化学性质研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

锌锰氧化物微纳结构的制备及其电化学性质研究

作者：王舒晴青岛大学

学位级别：硕士

超级电容器因其快速充放电,长循环性能,环保友好等特点成为能源领域研究的热门,而尖晶石型锌锰氧化物材料作为一种复合过渡金属氧化物有着其独特的性质,良好的安全性、低成本、环保等优点使其在光催化剂、气体传感器、电池电极材料等领... 详细信息

超级电容器因其快速充放电,长循环性能,环保友好等特点成为能源领域研究的热门,而尖晶石型锌锰氧化物材料作为一种复合过渡金属氧化物有着其独特的性质,良好的安全性、低成本、环保等优点使其在光催化剂、气体传感器、电池电极材料等领域得到了广泛的研究,但在超级电容器电极材料方面的研究以及工业量产化方面还不够深入。本文通过三种不同的合成方法制备锌锰氧化物微纳米结构,分别研究其超级电容器电化学性能以及煅烧温度对形貌及性能的影响,同时探究带结晶水的ZnMnO?HO在水系电解液中存在尖晶石相向层状相的转变从而提高了其电化学性能,主要工作内容如下:(1)室温下,使用KOH溶液共沉淀法制备了带结晶水的尖晶石相ZnMnO?HO纳米颗粒(ZnMn-NPs),电化学数据表明,ZnMn-NPs在电压窗口0-1.2V的循环伏安测试下可以从尖晶石相转变成层状的δ-MnO基复合纳米片,在MgSO和NaSO电解质溶液中,0.1 A?g电流密度下的电容分别高达327 F?g和182 F·g,表现出优异的电化学性能。(2)继续探究不同温度煅烧得到的样品在高电势窗口循环伏安测试下尖晶石相-层相转化的现象,煅烧温度为400oC、600oC和800oC所得样品的结晶尺寸从ZnMn-NPs的14.1 nm,分别变为32.5 nm,34.7 nm和38.5 nm。发现在800oC的煅烧条件下得到较纯的大结晶尺寸的ZnMnO颗粒,在相同条件下几乎看不到同样的相转变,电化学性能测试发现,在相同条件下MgSO电解质溶液中0.1 A?g电流密度下显示出较小的电容值为71.8 F?g,但具有优异的循环稳定性。(3)采用常温一步氨水共沉淀法和溶剂热法两种方法制备ZnMnO纳米材料,比较两种合成方法的形貌及性能等方面的不同,测试结果表明,氨水体系共沉淀法制备ZnMnO在MgSO和NaSO电解质溶液中,0.1 A?g电流密度下的电容分别高达444 F?g和251 F·g,溶剂热法制备的ZnMnO在MgSO电解质溶液中的电容为182 F·g,前者有着更优异的比电容,制备方法也更简易,为进一步提高超电性能提供研究基础。

关键词：锌锰氧化物纳米材料直接滴定法相转化超级电容器

锌锰氧化物纳米粒子的制备及其光化学性质研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

锌锰氧化物纳米粒子的制备及其光化学性质研究

作者：冯跃渤海大学

学位级别：硕士

本论文以废旧碱性锌锰电池为原料,控制锌投加量合成ZnMnO纳米粒子,分析其对双酚A的光催化降解性能,并使用ZnMnO纳米粒子光催化降解水中的对苯二酚和间苯二酚。实验结果如下:1.将电池拆分成塑料、铜帽、锌和粉末等,把捣碎的锌和预处理的... 详细信息

本论文以废旧碱性锌锰电池为原料,控制锌投加量合成ZnMnO纳米粒子,分析其对双酚A的光催化降解性能,并使用ZnMnO纳米粒子光催化降解水中的对苯二酚和间苯二酚。实验结果如下:1.将电池拆分成塑料、铜帽、锌和粉末等,把捣碎的锌和预处理的粉末依次加入H2SO4溶液溶解,然后加入NH3H2O共沉淀制成ZnMnO纳米粒子,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、能谱(EDS)、扫描电镜(SEM)等表征手段分析合成的ZnMn O纳米粒子,结果显示合成的Zn0.5Mn0.5O纳米粒子是直径为60 nm的圆柱体,产率为57.1%。2.研究分析了不同锌锰比例的ZnMnO纳米粒子对双酚A的吸附能力以及在模拟太阳光源下的光催化降解效率。ZnMnO纳米粒子对双酚A的吸附平衡时间为40 min;在模拟太阳光照射180 min后,双酚A光解了21.7±1.6%,而Zn0.1Mn0.9O、Zn0.3Mn0.7O、Zn0.5Mn0.5O纳米粒子对双酚A的光催化降解效率分别为59.41±4.32%、83.43±2.73%和71.22±4.79%。结果表明Zn0.3Mn0.7O纳米粒子的光催化降解性能要优于Zn0.1Mn0.9O、Zn0.5Mn0.5O纳米粒子。3.分析探讨了ZnMnO纳米粒子对对苯二酚光催化降解的最优条件:初始浓度为20 mg/L,Znx Mn1-xO投加量为0.16 g/L,初始pH为7.0,H2O2添加量为0.2%,经过光照180 min,降解率可达到98%。4.分析探讨了ZnMnO纳米粒子对间苯二酚光催化降解的最优条件:初始浓度为10 mg/L,Znx Mn1-xO投加量为0.12 g/L,初始pH为6.5,H2O2添加量为0.2%,经过光照180 min,降解率可以达到80%以上。实验发现利用废旧锌锰电池为原料制备ZnMnO纳米粒子,一方面可以解决废弃电池的回收利用问题,降低催化剂的成本,另一方面还可以解决水污染问题,达到以“废”治“污”的目的。

关键词：锌锰氧化物纳米粒子光催化降解

锌锰氧化物原位负载磷酸氢钙以提高水氧化性能：一种放氧化合物的模型

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

锌锰氧化物原位负载磷酸氢钙以提高水氧化性能：一种放氧化合物的...

作者：江淼华南理工大学

学位级别：硕士

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种由配体与金属离子通过配位键连接形成的无限网络状聚合物材料,具有高孔隙率、高比表面积和可调控性等优点。MOF衍生金属氧化物由于继承原MOF的结构和形貌上的优点而在多相催化、... 详细信息

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种由配体与金属离子通过配位键连接形成的无限网络状聚合物材料,具有高孔隙率、高比表面积和可调控性等优点。MOF衍生金属氧化物由于继承原MOF的结构和形貌上的优点而在多相催化、气体吸附与分离、药物传递、燃料电池等领域展现出可观的应用前景。另外,受植物光合作用启发,将水裂解为氢气和氧气被视为直观可行的解决目前能源危机和环境污染问题的方法。其中,水氧化是一个复杂缓慢的过程,是水全裂解的瓶颈。因此,本工作立足于结合自然光合作用中的放氧化合物与MOFs材料的特性,设计合成了MOF衍生锰基金属氧化物,并研究其水氧化性能。通过对比钙离子参与条件下的锰基金属氧化物水氧化活性,研究了磷酸氢钙在水氧化反应中的作用,为进一步实现高效转化太阳能、分解水并以氢气的形式储存能量提供新思路和理论依据。本文通过煅烧浸渍锰盐的ZIF-8,成功合成出一种锌锰氧化物(ZMO),并在含三氟甲磺酸钙的中性磷酸缓冲溶液中进行的光催化水氧化反应中展现出TOF高达0.18mmol mol s的优良的光催化水产氧性能,是无钙盐参与条件下产氧性能的10倍。一系列表征证明了反应后的催化剂表面均匀负载了磷酸氢钙(CaP)。通过研究光辐射时间对磷酸氢钙沉积量及其水氧化活性的影响,发现CaP的负载量随光辐射时间延长而增加,过多地负载CaP会使ZMO的比表面积大大降低而对水氧化活性有负面影响。因此证明原位负载适量的CaP能作为助催化剂提高锌锰氧化物的光催化产氧性能。通过分析水氧化循环后样品的性质,研究了循环后样品水氧化性能大大降低的原因,并提出了可能的机理。放氧复合体是自然界光合作用的催化活性中心,主要组分是一个CaMnO簇。本催化系统主要使用了过渡金属锌、锰,并首次研究了磷酸钙盐对锌锰氧化物水氧化活性的促进作用,且反应在常温和中性条件下进行,因而可以被视为一种有效模拟放氧复合体的功能模型。

关键词：锌锰氧化物钙磷石金属有机框架水氧化放氧化合物

双金属氧化物/石墨烯复合材料制备及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

双金属氧化物/石墨烯复合材料制备及性能研究

作者：李莹上海工程技术大学

学位级别：硕士

随着电动汽车行业的蓬勃发展,人们对于可再生能源和清洁能源的需求越来越大,对于电池的要求越来越高,促使了新储能材料的研究。电化学电容器比传统电池的储能效果多数倍,也更持久,充放电速度快、损耗小且不需要维修和保养。金属氧化物... 详细信息

随着电动汽车行业的蓬勃发展,人们对于可再生能源和清洁能源的需求越来越大,对于电池的要求越来越高,促使了新储能材料的研究。电化学电容器比传统电池的储能效果多数倍,也更持久,充放电速度快、损耗小且不需要维修和保养。金属氧化物电极材料功率和能量密度较高,双金属氧化物的性能比单金属更加稳定。但金属氧化物的内阻较大导电性不如碳材料。石墨烯具有大量含氧官能团,良好的亲水性,可以在表面上进行修饰、杂化和功能化。将石墨烯与金属氧化物两者相结合,石墨烯优异的循环稳定性和金属氧化物的高容量性能,一方面可以有效地避免石墨烯容易发生团聚的问题,另一方面可以提高电解液与电极材料的接触面积,从而复合材料的整体性能可以得到大大的提高。本文以改进的方法制备了石墨烯材料,通过对锌锰氧化物、镍钴氧化物、镍锰氧化物与石墨烯复合的研究,探讨了不同制备方法及不同配比对双金属氧化物电极材料储能的影响,以及石墨烯为基底的结构对储能材料的影响。主要内容如下:(1)采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯。通过改变低温阶段氧化剂的成分合成了氧化石墨烯,并对其还原制成了石墨烯溶液。通过拉曼光谱,改进的石墨烯材料石墨化程度及层状分离度好。(2)通过溶剂热法和水热法制备了锌锰氧化物和石墨烯的复合材料。在SEM:溶剂热法下制备的复合材料锌锰氧化物呈现纳米球状附着在石墨烯的表面;水热法下制备的复合材料明显呈纳米球状,Zn MnO在石墨烯表面沉积。石墨烯的加入则促进Zn MnO球状微米颗粒细化成纳米颗粒。利用三电极体系在1mol/L的Na OH电解液中测试,分别在扫描速率为10m V/s、20m V/s、50m V/s、100m V/s下溶剂热法的质量比电容为69F/g、59F/g、41F/g、26F/g。在水热法的质量比电容为92F/g、75F/g、52F/g、34F/g。在电流密度为2A/g、5A/g、10A/g情况下,溶剂热法的比电容为763F/g、95F/g、89F/g,水热法下的比电容为127F/g、79F/g、64F/g。(3)通过溶剂热法和共沉淀法制备了Ni CoO/RGO,通过SEM发现溶剂热法制备的毛绒球形状的Ni CoO均匀的生长在RGO的表面,并形成针状排列。溶剂热法制备的Ni CoO/RGO复合物中的Ni CoO呈现针状,且观察到片状的石墨烯层。针与针之间的空隙有明显的空隙。沉淀法制备的复合材料,当尿素作为沉淀剂时,高密度的一维Ni CoO纳米线均匀的生长在RGO表面并形成高度定向化的纳米线阵列,其纳米线直径约为40nm左右,其长度约为几微米长。利用三电极体系在1mol/L的Na OH电解液中测试,分别在扫描速率为10m V/s、20m V/s、50m V/s、100m V/s下,溶剂热法下Ni CoO/RGO复合物质量比电容为935F/g、837F/g、694F/g、510F/g。共沉淀法下Ni CoO/RGO复合物的质量比电容为1063F/g、942F/g、825F/g、599F/g。在电流密度为2A/g、5A/g、10A/g情况下,溶剂热法下Ni CoO/RGO复合物的比电容为854F/g、830F/g、735F/g,共沉淀法下Ni CoO/RGO复合物的比电容为913F/g、861F/g、794F/g。(4)通过共沉淀法制备了镍锰比例1:1,3:1的复合金属氧化物/石墨烯复合物。在SEM下:镍锰比例1:1的复合材料体现出了大量大小不一的尖晶石形结晶。在镍锰比例3:1的复合材料由于镍含量的提高,尖晶石结晶减少,取而代之的是产生了独特的多孔分层结构,同时产生晶格缺陷即孔洞结构。利用三电极体系在1mol/L的Na OH电解液中测试,分别在扫描速率为10m V/s、20m V/s、50m V/s、100m V/s下,镍锰比例1:1复合电极质量比电容为446F/g、255F/g、131F/g、73F/g。镍锰比例3:1复合电极的质量比电容为217F/g、124F/g、59F/g、34F/g。在电流密度为2A/g、5A/g、10A/g情况下,镍锰比例1:1复合电极的比电容为1784F/g、1687F/g、830F/g,Ni MnO/RGO复合物的比电容为2917F/g、1926F/g、738F/g。

关键词：双金属氧化物石墨烯锌锰氧化物镍钴氧化物镍锰氧化物超级电容器

微电子打印机制备ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器及其性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

功能材料与器件学报 2023年第2期 97-102页

作者：简毅嘉王星辉福州大学物理与信息工程学院微纳器件与太阳能电池研究所福建福州350108

近年来,具备可穿戴和柔性功能的便携式电子设备备受关注,对提供其能量的储能器件研究也逐渐成为热点。平面超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、循环稳定性好、易于集成等优点,是重要的可穿戴和柔性电子产品的潜在电源。在电极材料... 详细信息

近年来,具备可穿戴和柔性功能的便携式电子设备备受关注,对提供其能量的储能器件研究也逐渐成为热点。平面超级电容器具有功率密度高、充放电速率快、循环稳定性好、易于集成等优点,是重要的可穿戴和柔性电子产品的潜在电源。在电极材料中,锰酸锌(ZnMn_(2)O_(4))拥有较高的理论比电容,但存在电导率较差的难题,这影响了其循环稳定性和功率密度。碳纳米管(CNTs)具有优异的长期稳定性和高功率密度,以及较好的电导率,因此可以通过引入CNTs改善ZnMn_(2)O_(4)电导率。微电子打印技术是是一种简便的制备平面超级电容器的新方法。本文采用水热法制备出ZnMn_(2)O_(4)和CNTs复合材料,并且利用微电子打印机中的点胶打印功能,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上制备得到基于ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器。结果表明,采用该方法制备得到的ZnMn_(2)O_(4)-CNTs平面超级电容器,由于引入了CNTs,改善了ZnMn_(2)O_(4)的电导率,能展现出更好的性能。在0.023 mA cm^(-2)电流密度下其比电容达到了13.687 mF cm^(-2),在10000圈的循环后,电容保持率高达99.47%,远优于纯ZnMn_(2)O_(4)的电化学性能。

关键词：平面超级电容器微电子打印机锌锰氧化物碳纳米管