检索结果-南通市图书馆

镍钴硫化物/碳复合材料的制备及其电化学性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

镍钴硫化物/碳复合材料的制备及其电化学性能研究

作者：葛赞棚中国矿业大学

学位级别：硕士

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的储能装置,具有大功率密度、高比容量、长循环寿命等优点。其中,镍钴硫化物具有高比电容及原料来源丰富等优点,作为赝电容电极材料具有巨大的应用前景。但是,单一镍钴硫化物电极材料易团聚且... 详细信息

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的储能装置,具有大功率密度、高比容量、长循环寿命等优点。其中,镍钴硫化物具有高比电容及原料来源丰富等优点,作为赝电容电极材料具有巨大的应用前景。但是,单一镍钴硫化物电极材料易团聚且结构易坍塌,导致其长循环性能较差,因此其应用受到限制。不同碳基材料复合Ni CoS制备综合电化学性能更优异的复合材料是本文的研究目标。本文通过溶剂(水)热法制备了Ni CoS、Ni CoS/r GO及Ni CoS/r GO-CNTs系列复合材料。通过对材料进行SEM-EDS、TEM、BET、XPS、Raman和XRD等表征测试,分析材料的形貌、结构和组成等信息,通过GCD、CV和EIS等电化学测试研究材料的电化学性能。(1)以乙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备出具有蛋黄壳纳米颗粒的Ni CoS,并探究硫化剂(硫脲)的不同添加量对制备出的材料组成结构、微观形貌和电化学性能的影响。结果发现,硫化剂对蛋黄壳纳米球状的Ni CoS具有刻蚀作用,并且随着硫化剂添加量的增加,刻蚀程度也随之加深。当Ni、Co、S源的摩尔比为1:2:8时,制备的Ni CoS(NCS8)纳米颗粒分布均匀,其比表面积为98.88mg。三电极体系中(参比电极为Hg/Hg O,对电极为Pt),NCS8作为电极材料,电流密度在1 A g时的比电容量为1223.96 F g,其与活性炭组装成扣式电容器的比电容量为121.92 F g,器件的能量密度为38.1 Wh kg,对应的功率密度为614 W kg,循环5000次后保容率为66.9%。(2)以石墨烯(GO)为载体,制备NCS/r GO复合材料,探究不同GO添加量对复合材料组成、结构和电化学性能的影响。GO添加量为60 mg时(Ni CoS与r GO质量比为7:1),制备的NCS8/6r GO中Ni CoS以针状结构生长在r GO表面和片层间,其比表面积为25.75 mg。1 A g时,三电极体系中NCS8/6r GO复合材料的比电容值为1441.66 F g,其组装成扣式电容器的比电容量为142.54F g,器件的能量密度为44.23 Wh kg,功率密度为640 W kg,循环5000次后保容率为102.4%。与NCS8相比较,NCS8/6r GO为电极材料的电化学性能有较大提高。(3)制备NCS/r GO-CNTs复合材料。结果表明,复合材料中CNTs穿插在r GO片层和Ni CoS之间,形成三维导电网络结构,可有效限制r GO片层堆叠的发生,并为Ni CoS提供了更多的生长活性位点。当CNTs的添加量为40 mg时(CNTs与GO质量比为5:6),Ni CoS以球状和团聚的无规则块状生长在r GO-CNTs形成的三维网络结构的表面和层间。在1 A g时,NCS8/6r GO-4CNTs的比电容量为1224.3 F g,扣式电容器的比电容量为153.3 F g,器件的能量密度为47.9 Wh kg,功率密度为680 W kg,循环5000次后保容率为109%。NCS8/6r GO-4CNTs的比表面积为59.08 mg,电解质与活性物质之间的接触面积的增加,使电荷和离子的传输更为有效,其循环寿命、能量密度和功率密度较NCS8/6r GO有所提高。本论文有图81幅,表6个,参考文献150篇。

关键词：超级电容器镍钴硫化物溶剂热法石墨烯复合材料

蜂窝结构NiCoS@MnO电极材料的制备及储能效果研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

化工新型材料 2024年

作者：张曼王盈雪韩继续谢晓茹王嘉丽张鑫如赤峰学院化学与生命科学学院

以泡沫镍为基底，将镍钴硫化物与MnO2复合制备了蜂窝结构NiCo2S4@MnO2电极材料，通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对其形貌、结构、元素组成及价态进行了表征，在三电极体系中通过电化学工作站对电极材料进行线性扫... 详细信息

以泡沫镍为基底，将镍钴硫化物与MnO2复合制备了蜂窝结构NiCo2S4@MnO2电极材料，通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对其形貌、结构、元素组成及价态进行了表征，在三电极体系中通过电化学工作站对电极材料进行线性扫描伏安测试和交流阻抗测试。结果表明：NiCo2S4@MnO2为自支撑蜂窝结构电极材料，蜂窝结构很大程度上增加了产物的比表面积，为离子的存储提供了大量的空间；NiCo2S4@MnO2中含有NiCo2S4和MnO2且单一组分未遭到破坏，其曲线的形态和峰的位置几乎没有发生改变。NiCo2S4@MnO2具有良好的电化学性能，电阻为0.2949 Ω，其电荷转移阻力和阻抗比较低，离子转移能力比较快，具有更高的导电率。

关键词：超级电容器镍钴硫化物电极材料二氧化锰蜂窝结构

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

镍钴金属硫化物的制备及其电容性能研究

镍钴金属硫化物的制备及其电容性能研究

作者：李明月辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

镍钴硫化物凭借丰富的价态、优异的电导率、对环境友好、成本低等优点,成为赝电容超级电容器电极材料最佳选择之一。由于镍钴硫化物在水热过程中容易出现团聚、断裂等现象,导致其导电性变差、电容性能不理想。因此,进一步改善镍钴硫化... 详细信息

镍钴硫化物凭借丰富的价态、优异的电导率、对环境友好、成本低等优点,成为赝电容超级电容器电极材料最佳选择之一。由于镍钴硫化物在水热过程中容易出现团聚、断裂等现象,导致其导电性变差、电容性能不理想。因此,进一步改善镍钴硫化物的电容性能成为目前研究的重点,本文通过调控镍钴的比例、硫化温度等因素来合成镍钴硫化物,研究调控镍钴的比例、硫化温度对镍钴硫化物形貌和电容性能的影响规律及机理,并在此基础上与石墨烯(r GO)复合,研究r GO对镍钴硫化物的形貌及电容性能的影响。通过两步水热法合成不同摩尔比的镍钴硫化物。XRD分析表明,合成的单一硫化镍和硫化钴的物相分别为立方结构NiS和CoS,二元金属镍钴硫化物(NCS)为立方结构Ni CoS;随着镍含量的减少,其结晶度降低。SEM和TEM分析可知,随着镍含量的减少,镍钴硫化物形貌由二维纳米片转变为三维纳米管,最后转变为三维纳米棒阵列。电容性能测试表明,1 A/g的电流密度下,单一硫化镍NiS的比电容为1311.30 F/g,单一硫化钴CoS的比电容为2309.26 F/g,二元镍钴硫化物Ni CoS的比电容得到大幅提升,并且随着镍含量的减少,镍钴硫化物电极材料的比电容先增加后减小;当镍钴比例为1:2时比电容达到最大值,为2776.30 F/g;并且具有良好的循环性能,在10 A/g电流密度下充放电2000次后比电容保持率为首次的93.81%。在上述实验基础上,探究硫化温度对镍钴硫化物形貌及电容性能的影响规律。XRD分析表明,随着硫化温度的升高,镍钴硫化物的晶体结构没有发生改变,但结晶度逐渐降低。SEM分析可知,随着硫化温度的升高,镍钴硫化物纳米管逐渐增多,至160℃时出现明显的纳米管阵列,温度过高导致纳米管阵列转变为二维平面结构。电容性能测试表明,随硫化温度的升高,镍钴硫化物的比电容呈现先增加后降低的趋势,当温度为160℃后比电容达到最大值2776.30 F/g。由于镍钴硫化物的倍率性较差,本文进一步通过r GO与镍钴硫化物复合来改善其电容性能。XPS分析发现,r GO与镍钴硫化物含有Ni、Co、S和C等元素,并且光谱中发现C-O和O-C=O键的存在。SEM和TEM图中可以清晰的观察到r GO的存在,这表明镍钴硫化物与r GO成功实现了复合,并且加入r GO后镍钴硫化物x转形貌变为纳米棒阵列。电容性能测试表明,NCS/r GO的能量密度与NCS相比得到明显提升,当功率密度为630.93 W/kg时的能量密度达62.90 Wh/kg。该论文有图21幅,表4个,参考文献119篇

关键词：镍钴硫化物超级电容器比电容循环性能纳米材料

镍钴硫化物的制备及其反应温度对形貌和超级电容器性能的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

重庆大学学报（自然科学版） 2016年第6期39卷 95-100页

作者：廖明佳乔雷陈海岸揭芳芳重庆化工职业学院化学工程系重庆400020 重庆环境科学研究院重庆400020 重庆大学化学化工学院重庆400044

采用一步溶剂热合成法制备了镍钴硫化物纳米微球,利用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X光电子能谱(XPS)对制备的材料进行了表征。采用循环伏安和恒电流充放电等电化学方法考察了镍钴硫化物用作超级电容器的电极材料的性能。... 详细信息

采用一步溶剂热合成法制备了镍钴硫化物纳米微球,利用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X光电子能谱(XPS)对制备的材料进行了表征。采用循环伏安和恒电流充放电等电化学方法考察了镍钴硫化物用作超级电容器的电极材料的性能。160℃制备的材料在2mA/cm^2的电流密度下,测得的质量比电容和面积比电容分别为1 298F/g和1.13F/cm^2。在电流密度为10mA/cm^2下,经过10 000圈的循环稳定性测试后,比电容保持了原来的70.8%。此外,通过对反应温度的控制,研究了反应温度对其超级电容器性能的影响。结果表明,反应温度对生成物的形貌几乎没有什么影响,对其电化学性能有一定的影响。

关键词：镍钴硫化物溶剂热温度超级电容器

镍钴硫化物/碳微球电极的制备与电化学性能测试

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

化工新型材料 2018年第8期46卷 119-122页

作者：蔡婷婷刘镕玮王媛媛翟永星段泽张建吕梁学院化学化工系吕梁033000

采用水热法通过设置反应物的不同比例制备了不同镍钴比的硫化物,利用X射线衍射仪与扫描电子显微镜对制备产物进行表征。以制备产物为活性物质、碳微球为导电剂、泡沫镍为基体制备出可测电极。通过循环伏安法(CV)与恒电流充放电等电化学... 详细信息

采用水热法通过设置反应物的不同比例制备了不同镍钴比的硫化物,利用X射线衍射仪与扫描电子显微镜对制备产物进行表征。以制备产物为活性物质、碳微球为导电剂、泡沫镍为基体制备出可测电极。通过循环伏安法(CV)与恒电流充放电等电化学方法分析测试了不同电极的电化学性能。反应物中镍含量为50%(质量分数)的电极,其CV曲线表现出较大的氧化还原电流密度,且在测试条件下具有最高的比电容938.7F/g。

关键词：镍钴硫化物碳微球水热法超级电容器

空心六边形镍钴硫化物/RGO复合物的合成及其超级电容性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

无机化学学报 2017年第1期33卷 26-32页

作者：蔡晓庆季振源沈小平王冀恒沈晓涵程世青江苏大学化学化工学院镇江212013 江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003

通过两步法制备了一种空心六边形镍钴硫化物(HHNCS)与还原氧化石墨烯(RGO)的纳米复合材料HHNCS/RGO。利用XRD,SEM,TEM和Raman光谱等对复合物进行表征,发现镍钴硫化物为空心六边形结构,并且均匀地附着在RGO的表面。该纳米复合物用作超级... 详细信息

通过两步法制备了一种空心六边形镍钴硫化物(HHNCS)与还原氧化石墨烯(RGO)的纳米复合材料HHNCS/RGO。利用XRD,SEM,TEM和Raman光谱等对复合物进行表征,发现镍钴硫化物为空心六边形结构,并且均匀地附着在RGO的表面。该纳米复合物用作超级电容器电极表现出优异的电化学性能。在电流密度为1 A·g-1时比电容为927 F·g-1;当电流密度增大到20 A·g-1时,比电容仍高达724 F·g-1,表明材料拥有较好的倍率性能。此外,在电流密度5 A·g-1下循环2 000次后比电容保留有初始值的93%,显示出优异的循环稳定性。HHNCS/RGO优异的电容性能主要是由于RGO的存在不仅增强了材料的导电性,而且作为理想的载体分散HHNCS纳米片。HHNCS/RGO纳米复合物优异的电化学性能使其在超级电容器电极材料领域具有应用前景。

关键词：镍钴硫化物石墨烯复合材料合成超级电容器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

镍钴双金属硫化物制备及其电化学性能研究

镍钴双金属硫化物制备及其电化学性能研究

作者：陈鹏东兰州理工大学

学位级别：硕士

超级电容器(SCs)是一种新型的储能器件,凭借功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点拥有着广泛的应用前景,但是能量密度较低。电极材料作为超级电容器重要组成部分对其储能性能有着关键作用。同时为了解决环境污染和能源匮乏等问题... 详细信息

超级电容器(SCs)是一种新型的储能器件,凭借功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点拥有着广泛的应用前景,但是能量密度较低。电极材料作为超级电容器重要组成部分对其储能性能有着关键作用。同时为了解决环境污染和能源匮乏等问题,推广电解水制氢技术至关重要。但是目前电解水制氢受到电极极化严重,反应动力学慢的制约,使其制备氢气的能耗较高,转化效率低。镍钴双金属硫化物(Ni CoS)由于其丰富的离子价态、高电导率等优点成为非常有应用前景的超级电容器候选电极材料和电解析氢反应(HER)催化剂。但应用中存在比容量较低、循环稳定性能差和析氢过电位较高等问题。研究工作主要针对镍钴双金属硫化物电极材料进行设计合成,以期得到具有优异电化学储能和电催化性能的电极材料,分别从结构形貌调控、掺杂改性、复合纳米阵列结构设计等方面提升镍钴双金属硫化物材料的电化学性能,主要研究内容如下:(1)利用两步溶剂热法,通过调控溶剂比例合成了具有不同结构形貌的Ni CoS电极材料,当V:V=3:1时,制备得到具有较大比表面积和较高孔径分布的多孔微球状的Ni CoS(NCS-3)。该结构有利于电解液与活性物质的充分接触,可促进电子的快速转移和离子的传输,进而改善Ni CoS电极材料的电化学性能。在6 M KOH电解液中,电流密度为1 A g时,Ni CoS电极的比容量为857 C g,当电流密度从1 A g增加到20 A g时,其倍率性能为80%。利用NCS-3电极和活性炭(AC)电极组装成非对称电容器NCS-3//AC在801 W kg的功率密度时,具有48 Wh kg的最大能量密度。(2)利用Mn、Fe、Cu、Zn等过渡金属离子对制备的多孔微球状Ni CoS电极材料掺杂改性,研究了过渡金属离子掺杂对Ni CoS电极材料的微观结构和电化学性能的影响。实验测试和第一性原理计算表明:相较其它过渡金属离子掺杂,适量Mn掺杂不会改变Ni CoS的晶体结构。制备的Mn-NCS电极材料相比Ni CoS具有更大的比表面积和电子密度,较快的离子扩散系数和更低的电荷转移阻抗。在1 A g电流密度下,其比容量为1175 C g。10 A g电流密度下,5000圈循环稳定性测试后其容量保持率为80%。在20 A g电流密度下,其倍率性能为81%。组装的Mn-NCS//AC纽扣型非对称器件在797 W kg的功率密度时,具有55.4 Wh kg的最大能量密度。用于HER催化剂时,在10m A cm电流密度下,Mn-NCS电极材料析氢过电位为95 mV,塔菲尔斜率为71 mV dec。(3)在泡沫镍基底上制备了Ni CoS@Ni(OH)复合阵列电极材料,测试了复合电极材料的微观结构和电化学及电催化析氢性能。结果表明与Ni CoS和Ni(OH)电极材料相比,复合电极材料具有更优异的电化学储能性能和电催化活性。在1 A g电流密度下,复合电极的比容量为1400 C g,在20 A g电流密度下具有78%的电容保持率。在10 A g电流密度下,循环5000圈后,仍然具有90%的电容保持率,组装的Ni CoS@Ni(OH)//AC非对称固态超级电容器在652 W kg的功率密度时,具有59.3 Wh kg的最大能量密度。用于HER反应催化时,Ni CoS@Ni(OH)复合电极材料的过电位仅为93 mV,塔菲尔斜率为78mV dec。

关键词：镍钴硫化物超级电容器电催化形貌调控掺杂改性

基于原位生长制备的镍钴前驱体和硫化物及其电化学性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于原位生长制备的镍钴前驱体和硫化物及其电化学性能研究

作者：梅文岑南昌大学

学位级别：硕士

具有快速充放电能力、高比电容和良好循环稳定性的高性能超级电容器,受到了全球的普遍关注和重点研究。金属有机骨架材料(简称MOFs),是由金属离子(如Ni、Co)或金属团簇通过配位键等作用力,与有机配体(如PTA、BTC)通过自组装形成的纳米... 详细信息

具有快速充放电能力、高比电容和良好循环稳定性的高性能超级电容器,受到了全球的普遍关注和重点研究。金属有机骨架材料(简称MOFs),是由金属离子(如Ni、Co)或金属团簇通过配位键等作用力,与有机配体(如PTA、BTC)通过自组装形成的纳米多孔结构,由于其独特的骨架结构展现出高比表面积、高孔隙率和良好稳定性等优点,被认为是超级电容器多孔电极的理想材料。本论文通过简单的一步水热法,结合原位生长技术,通过改变金属离子配比、水热温度等条件来调控微观形貌,成功制备出性能优异的Ni/Co-MOFs前驱体、硫化物及复合材料。(1)第一部分:本部分通过调控Ni、Co离子配比和反应温度,采用一步水热法,探讨其对Ni/Co-MOFs前驱体电化学性能的影响。在160℃和Ni:Co=2:1时,前驱体的性能最佳,在1 A g下,其比电容可达804.2 F g。在此基础上,本文提出了一种在泡沫镍上直接水热生长Ni/Co-MOFs前驱体的新型水热策略。结果表明,在相同条件下(160℃,Ni:Co=2:1),原位生长法制备的Ni/Co-MOFs前驱体的比电容高达1194.7 F g,性能较前者显著提高48.6%。(2)第二部分:在第一部分的基础上,对性能最优异的样品(160℃,Ni:Co=2:1)进行硫化处理。首先在干净的泡沫镍(NF)上水热生长出Ni/Co-MOFs前驱体,然后通过调控硫化时间,将其转化成NiCo S。和预期一样,NiCo S(硫化6 h)在1 A g下展现出2039.2 F g的比电容,并且在10 A g保持了初始比电容的72.8%。此外,本文通过3000次充放电测试结果发现,该样品仍保持了81.5%的初始容量,表现出卓越的循环性能。(3)第三部分:在第二部分的基础上,对硫化6 h的样品进行复合处理。首先,选择一片硫化6 h后的泡沫镍,通过加入特定比例的NaMo O·2HO和硫脲来引入Mo S,在120℃下水热反应6 h制备出了Mo S@NiCo S复合电极材料。结果表明,在1 A g下,其比电容达到2568.2 F g。得益于这种纳米花网状结构,该样品在10 A g保持了1 A g时电容的75.2%,并经过5000次循环测试仍保持了80.7%的初始容量。此外,本文使用所制备的电极材料组装了混合型超级电容器装置Mo S@NiCo S//活性炭,并进行电化学测试。结果表明,Mo S@NiCo S//活性炭器件在938.9 W kg的功率密度下,获得了54.5 Wh kg的高能量密度;在4432.3 W kg的功率密度下,获得了42.6 Wh kg的高能量密度。同时,经过5000次充放电测试仍能保持85.7%。

关键词：超级电容器原位生长金属有机骨架材料镍钴硫化物电化学性能

镍钴氧化物/硫化物的可控制备及电化学性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

镍钴氧化物/硫化物的可控制备及电化学性能研究

作者：韩金勋中国矿业大学

学位级别：硕士

混合超级电容器同时拥有高的功率密度和能量密度,是一种极具应用前景的新型电化学储能装置。作为混合超级电容器的关键组成部分,电极材料需要具备优良的电化学性能。镍钴类化合物具有电化学活性高、理论比电容高等优点,被认为是很有发... 详细信息

混合超级电容器同时拥有高的功率密度和能量密度,是一种极具应用前景的新型电化学储能装置。作为混合超级电容器的关键组成部分,电极材料需要具备优良的电化学性能。镍钴类化合物具有电化学活性高、理论比电容高等优点,被认为是很有发展潜力的电极材料。但是,其仍存在实际比电容较低、循环稳定性较差的问题。作为一种简单有效的方法,对电极材料进行形貌调控来获得合适的形貌可以增加材料的比表面积和结构稳定性,进而得到高的比电容和循环寿命。基于以上分析,本文选择以四氧化三钴、钴酸镍和镍钴硫化物作为研究对象,对其形貌进行调控以提高其电化学性能。主要研究内容如下:通过水热和煅烧两步工艺,成功制备了片状和球状的四氧化三钴样品。由于片状四氧化三钴(CoO-S)的纳米片之间存在堆叠团聚,球状四氧化三钴(CoO-F)的核心部分是封闭的,导致二者的比表面积较低,因此对二者的电化学性能产生了不利的影响。与CoO-F相比,CoO-S展现出更好的电化学性能,这与其具有更高的比表面积和更高的离子扩散速率有关。CoO-S在1 A g时的比电容为284.9 F g,循环3000圈后的初始电容保持率可达87.8%。通过在水热反应中选择不同的溶剂和添加剂,分别合成了由纳米棒、纳米片和纳米颗粒组成的Ni CoO微球。在三种Ni CoO中,纳米片组成的Ni CoO(NCO-S)拥有最高的比电容(1 A g下758.9 F g),这归因于其具有更高的比表面积、合适的孔径分布和较好的导电性。组装的NCO-S//r GO HSC器件在功率密度为920.8 W kg时的能量密度可达26.2 Wh kg,在5000圈循环后的电容保持率为99.4%,表现出良好的应用前景。将所制备的三种Ni CoO通过硫化反应转化成对应的Ni CoS,并且可以继续保持硫化前所具有的纳米结构。因为硫化物有着比其对应的氧化物更好的电化学活性和更高的电导率,三种Ni CoS的比电容相较于对应形貌的Ni CoO都得到了提高。由纳米片组成的Ni CoS(NCS-S)的比表面积和电导率最高,因而在1 A g下表现出最高的比电容(947.5 F g)。由于具有更好的结构稳定性,纳米颗粒组成的Ni CoS(NCS-P)展现出最好的循环性能(94.1%)。组装的NCS-S//r GO HSC在功率密度为799.1 W kg时的能量密度可达29.9 Wh kg,5000圈循环后的电容保持率为93.3%。

关键词：混合超级电容器镍钴氧化物镍钴硫化物多级结构电化学性能