錳基材料已成為公認的能量存儲和轉(zhuǎn)換裝置中的一種重要的電極材料,因其價格優(yōu)勢和理論電化學(xué)性能良好而受到了廣泛的關(guān)注。但是,實際性能和理論上的差距以及錳材料在電化學(xué)中利用率較低成為了其發(fā)展的阻礙。本文用水熱法等合成不同形貌和結(jié)構(gòu)的錳基材料,并通過各種表征方法來探究制備的錳基材料和性能之間的關(guān)系。（1）研究了兩種類型的MnFe₂O₄膠體納米晶體組裝體（CNAs）作為電極材料,并使用含有二價和三價金屬離子的水性溶液作為電解液。實驗結(jié)果表明,由大納米顆粒（MnFe-2Ac）組成的CNAs比由尺寸為16 nm的納米晶體（MnFe-1Sf）組裝而成的CNAs的電容在含Mg²⁺或Al³⁺離子的水溶液中有所提高。MnFe-2Ac和MnFe-1Sf分別在0.1 A g^-1的Na₂SO₄和MgSO₄混合電解質(zhì)以及MgSO₄和ZnSO₄混合的電解質(zhì)中的比電容更高。在MgSO₄

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MnFe-1Sf和MnFe-2Ac的XRD譜圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文15和MnFe-2Ac（B）的SEM圖。圖3.1中可以看出，兩者均為具有光滑表面的球形。MnFe-1Sf和MnFe-2Ac的尺寸直徑較為均勻，分別分布在420nm和800nm左右。由于MnFe-1Sf和MnFe-2Ac中原生納米晶體的微晶尺寸分別為16nm和40nm[115]，因此在合成過程中，兩個微米組裝體都是通過原生納米晶體的自組裝形成的。圖3.2MnFe-1Sf（A）和MnFe-2Ac（B）的SEM圖Fig.3.2SEMimagesofMnFe-1Sf(A)andMnFe-2Ac(B)3.3.3MnFe2O4的電化學(xué)測試分析通常，酸性、堿性和中性溶液都可以作為超級電容器的電解質(zhì)溶液[120]。在超級電容器中，電解液往往和單價的金屬離子有關(guān)[121]。實際上，二價或三價的離子可以比單價的離子帶有更多的正電荷，這就意味著有多價金屬離子的電解液中的電極材料的電容性更好，電容更高。但是多價離子的電解液也存在一些問題，就是強相互作用和多價金屬離子運動緩慢，也可能導(dǎo)致電容有所降低[122]。同時，活性材料內(nèi)部的孔徑尺寸空間對于電化學(xué)測量時電解液中的多價金屬離子的動力學(xué)至關(guān)重要。3.3.3.1循環(huán)伏安（CV）法圖3.3是MnFe-1Sf和MnFe-2Ac基電極在MgSO4和Al2(SO4)3電解質(zhì)溶液中以5mVs-1的掃速測試的CV曲線圖。盡管MnFe-1Sf或MnFe-2Ac在Al2(SO4)3電解質(zhì)溶液中獲得的CV曲線的形狀有些不規(guī)則，但圖A和B所示的所有CV曲線均顯示為矩形。這些觀察結(jié)果表明了活性電極材料的贗電容性質(zhì)，這可能歸因于插層電容和表面氧化還原反應(yīng)[96]。同時可以看出，無論是在MgSO4還是在Al2(SO4)3電解質(zhì)溶液中MnFe-2Ac的CV曲線面積都略大于MnFe-1Sf的CV曲線面積。還可以看出，掃速為5mVs-1時，MnFe-1Sf在Al2(SO4)3電解質(zhì)溶液中

MnFe-1Sf（A）和MnFe-2Ac（B）在MgSO4和Al2(SO4)

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3542489