幾種銅基納米材料的合成及其電化學(xué)性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-08 09:47
隨著能源短缺,環(huán)境破壞等問題的出現(xiàn),電池、燃料電池、電化學(xué)電容器等電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)開始逐步發(fā)展。在這些能量轉(zhuǎn)換裝置中,材料成為影響裝置性能的一個(gè)重要因素。在金屬基納米材料中,銅基納米材料因?yàn)槠鋬?yōu)異的物理和化學(xué)性能而被廣泛研究;谄鋬(yōu)良的電荷存儲(chǔ)機(jī)制,將銅這種過渡金屬引進(jìn)到納米材料中己在電化學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文對(duì)銅基納米材料的制備方法以及其電化學(xué)性能做了介紹,具體為以下三個(gè)部分:1.多孔氧化銅納米顆粒的可控合成及其在葡萄糖傳感器中的應(yīng)用:本項(xiàng)工作通過簡(jiǎn)單煅燒CuC2O4顆粒合成了具有氧空位的多孔CuO顆粒,并且通過一系列的表征證實(shí)了氧空位的存在。當(dāng)具有氧空位的多孔CuO顆粒被制備成非酶葡萄糖傳感器時(shí),它顯示出高靈敏度和良好的抗干擾能力。氧空位可以幫助提高電子到達(dá)表面的速率并且加速表面氧化還原反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)以提高材料的電化學(xué)性能。制備的無酶葡萄糖傳感器具有高達(dá)10490.45μA mM-1 cm-2的靈敏度和良好的抗干擾能力,比之前研究的許多貴金屬基和氧化銅基電催化劑都要高。該工作驗(yàn)證了多孔氧化銅納米顆?沙梢环N實(shí)際的無酶葡萄糖傳感器材料。2.Cu-MOF@δ-Mn02復(fù)合材料的可控合成及...
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2雙電層超級(jí)電容器工作原理圖(a)無外加電源時(shí)電位;(b)有外加電源時(shí)電位
(a)?(b)??圖1-2雙電層超級(jí)電容器工作原理圖(a)無外加電源時(shí)電位;(b)有外加電源時(shí)電位。1-雙電層,2-電??解液,3-極化電極,4-負(fù)載。??Tie/?[1?iy??一?fe?;?e^l?—??iLI00?f?Us??\???電位\??A’.:充電狀態(tài)正極電位?充電狀態(tài)負(fù)極電位??圖1-3贗電容超級(jí)電容器工作原理圖。??1.4.2超級(jí)電容器材料的應(yīng)用發(fā)展??在超級(jí)電容器的實(shí)際應(yīng)用中,許多研究都是著重于開發(fā)具有高比功率、高比能量的電??極材料進(jìn)行的。[95]電荷轉(zhuǎn)移和輸運(yùn)過程總是相互關(guān)聯(lián)的(以滿足中性要求),但有些變量??(如材料的化學(xué)性質(zhì)和電極電位)對(duì)電荷轉(zhuǎn)移的影響較大,而另一些變量(如材料的多孔??結(jié)構(gòu)和溫度)對(duì)電荷傳輸?shù)挠绊懜蟆#郏梗叮蓦姾赊D(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)的操作可以通過選擇電極活性材??料來實(shí)現(xiàn)。例如,直接使用Li金屬作為負(fù)極是基于U金屬和電解質(zhì)中的Li+之間的電子轉(zhuǎn)??移,并伴隨著Li金屬的沉積和溶解。在超級(jí)電容器材料的研究歷史中,具有納米結(jié)構(gòu)、??氧化還原活性和半導(dǎo)體材料,如電子導(dǎo)電聚合物和過渡金屬氧化物,己成為研究重點(diǎn)。對(duì)??于雙電層電容器而言
BrackerAXS公司的D8Advance多晶X-射線衍射儀測(cè)定。X-射線光電子能譜(XPS)用國ThemioFisher?Scientific公司的ESCALAB250Xi型X-射線光電子能譜儀測(cè)得。熱重(TGA用美國PerkinElmer公司的PerkinelmerPyris?1熱重分析器測(cè)得。樣品的N2吸附-脫附等線及孔徑分布曲線是用美國Quantachrome公司的Autosorb?IQ3分析儀測(cè)得。電子順磁振數(shù)據(jù)是用德國Brnker公司的A300-10/12波譜儀測(cè)出。??2.2.4電催化測(cè)試??取活性物質(zhì)(CuO)?200?mg,l%Nafion溶液(全氟磺酸聚四氟乙烯共聚物)100|_iL,聲20-40?min后,得到懸濁液。取懸濁液5卟滴于玻碳電極上,自然干燥以用于電化學(xué)試。該電化學(xué)體系采用傳統(tǒng)的三電極測(cè)量體系:工作電極即為以上準(zhǔn)備的玻碳電極,銀/化銀電極作為參考電極,鉑電極作為輔助電極。室溫下,首先,將lOmLO.lM的NaOH液與一定量的葡萄糖溶液混合,倒入電化學(xué)電解池中。最后,電化學(xué)阻抗譜(EIS)是在1.5M的K3[Fe(CN)6]溶液中測(cè)得。??2.3結(jié)果與討論??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Toward Enhancing Wearability and Fashion of Wearable Supercapacitor with Modified Polyurethane Artificial Leather Electrolyte[J]. Yan Huang,Zijie Tang,Zhuoxin Liu,Jun Wei,Hong Hu,Chunyi Zhi. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[3]Novel Co3O4 Nanoparticles/Nitrogen-Doped Carbon Composites with Extraordinary Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction(OER)[J]. Xiaobing Yang,Juan Chen,Yuqing Chen,Pingjing Feng,Huixian Lai,Jintang Li,Xuetao Luo. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[4]Nitrogen-doped graphene: Synthesis, characterizations and energy applications[J]. Haifeng Xu,Lianbo Ma,Zhong Jin. Journal of Energy Chemistry. 2018(01)
[5]A review of nanocarbons in energy electrocatalysis: Multifunctional substrates and highly active sites[J]. Cheng Tang,Maria-Magdalena Titirici,Qiang Zhang. Journal of Energy Chemistry. 2017(06)
[6]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
本文編號(hào):3483493
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2雙電層超級(jí)電容器工作原理圖(a)無外加電源時(shí)電位;(b)有外加電源時(shí)電位
(a)?(b)??圖1-2雙電層超級(jí)電容器工作原理圖(a)無外加電源時(shí)電位;(b)有外加電源時(shí)電位。1-雙電層,2-電??解液,3-極化電極,4-負(fù)載。??Tie/?[1?iy??一?fe?;?e^l?—??iLI00?f?Us??\???電位\??A’.:充電狀態(tài)正極電位?充電狀態(tài)負(fù)極電位??圖1-3贗電容超級(jí)電容器工作原理圖。??1.4.2超級(jí)電容器材料的應(yīng)用發(fā)展??在超級(jí)電容器的實(shí)際應(yīng)用中,許多研究都是著重于開發(fā)具有高比功率、高比能量的電??極材料進(jìn)行的。[95]電荷轉(zhuǎn)移和輸運(yùn)過程總是相互關(guān)聯(lián)的(以滿足中性要求),但有些變量??(如材料的化學(xué)性質(zhì)和電極電位)對(duì)電荷轉(zhuǎn)移的影響較大,而另一些變量(如材料的多孔??結(jié)構(gòu)和溫度)對(duì)電荷傳輸?shù)挠绊懜蟆#郏梗叮蓦姾赊D(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)的操作可以通過選擇電極活性材??料來實(shí)現(xiàn)。例如,直接使用Li金屬作為負(fù)極是基于U金屬和電解質(zhì)中的Li+之間的電子轉(zhuǎn)??移,并伴隨著Li金屬的沉積和溶解。在超級(jí)電容器材料的研究歷史中,具有納米結(jié)構(gòu)、??氧化還原活性和半導(dǎo)體材料,如電子導(dǎo)電聚合物和過渡金屬氧化物,己成為研究重點(diǎn)。對(duì)??于雙電層電容器而言
BrackerAXS公司的D8Advance多晶X-射線衍射儀測(cè)定。X-射線光電子能譜(XPS)用國ThemioFisher?Scientific公司的ESCALAB250Xi型X-射線光電子能譜儀測(cè)得。熱重(TGA用美國PerkinElmer公司的PerkinelmerPyris?1熱重分析器測(cè)得。樣品的N2吸附-脫附等線及孔徑分布曲線是用美國Quantachrome公司的Autosorb?IQ3分析儀測(cè)得。電子順磁振數(shù)據(jù)是用德國Brnker公司的A300-10/12波譜儀測(cè)出。??2.2.4電催化測(cè)試??取活性物質(zhì)(CuO)?200?mg,l%Nafion溶液(全氟磺酸聚四氟乙烯共聚物)100|_iL,聲20-40?min后,得到懸濁液。取懸濁液5卟滴于玻碳電極上,自然干燥以用于電化學(xué)試。該電化學(xué)體系采用傳統(tǒng)的三電極測(cè)量體系:工作電極即為以上準(zhǔn)備的玻碳電極,銀/化銀電極作為參考電極,鉑電極作為輔助電極。室溫下,首先,將lOmLO.lM的NaOH液與一定量的葡萄糖溶液混合,倒入電化學(xué)電解池中。最后,電化學(xué)阻抗譜(EIS)是在1.5M的K3[Fe(CN)6]溶液中測(cè)得。??2.3結(jié)果與討論??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Toward Enhancing Wearability and Fashion of Wearable Supercapacitor with Modified Polyurethane Artificial Leather Electrolyte[J]. Yan Huang,Zijie Tang,Zhuoxin Liu,Jun Wei,Hong Hu,Chunyi Zhi. Nano-Micro Letters. 2018(03)
[2]Design of Supercapacitor Electrodes Using Molecular Dynamics Simulations[J]. Zheng Bo,Changwen Li,Huachao Yang,Kostya Ostrikov,Jianhua Yan,Kefa Cen. Nano-Micro Letters. 2018(02)
[3]Novel Co3O4 Nanoparticles/Nitrogen-Doped Carbon Composites with Extraordinary Catalytic Activity for Oxygen Evolution Reaction(OER)[J]. Xiaobing Yang,Juan Chen,Yuqing Chen,Pingjing Feng,Huixian Lai,Jintang Li,Xuetao Luo. Nano-Micro Letters. 2018(01)
[4]Nitrogen-doped graphene: Synthesis, characterizations and energy applications[J]. Haifeng Xu,Lianbo Ma,Zhong Jin. Journal of Energy Chemistry. 2018(01)
[5]A review of nanocarbons in energy electrocatalysis: Multifunctional substrates and highly active sites[J]. Cheng Tang,Maria-Magdalena Titirici,Qiang Zhang. Journal of Energy Chemistry. 2017(06)
[6]Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage[J]. Zhong-Shuai Wu,Xinliang Feng,Hui-Ming Cheng. National Science Review. 2014(02)
本文編號(hào):3483493
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