Ti/PbO 2 +Co 3 O 4 復(fù)合電極材料在混合超級電容器中的贗電容性能研究
發(fā)布時間：2020-12-20 10:35
采用溶膠凝膠法制備納米Co3O4粒子,通過復(fù)合共沉積法將Co3O4嵌入沉積在Ti基體的PbO2鍍層中,制備得到PbO2+Co3O4復(fù)合電極材料.用X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）及掃描電鏡（SEM）等對納米粒子和復(fù)合電極材料的組成、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征.結(jié)果表明:該復(fù)合電極材料由β-PbO2和尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4組成,隨著納米Co3O4含量的增加,復(fù)合材料的表面粗糙度和孔隙率逐漸增大.通過循環(huán)伏安掃描（CV）和充放電等電化學(xué)測試,對復(fù)合電極材料在1 mol/L NaOH溶液中的贗電容性能進(jìn)行了研究.結(jié)果表明:該復(fù)合電極材料的比電容值可達(dá)215 F/g,表現(xiàn)出了良好的贗電容性能.
【文章來源】：江蘇科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015年06期 北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
Co3O4的能譜圖
物的TEM圖(圖2)可發(fā)現(xiàn)，該Co3O4為6～10nm的納米粒子．圖1Co3O4的能譜圖Fig．1XＲDpatternofCo3O4圖2Co3O4納米粒子的TEM圖Fig．2TEMimageofCo3O4nanoparticles2.2PbO2+Co3O4復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)、組成與形貌分析復(fù)合電極表面層的XＲD分析如圖3，對照J(rèn)CP-DS42－1467標(biāo)準(zhǔn)卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°處的衍射峰分別對應(yīng)于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;對照J(rèn)CPDS41－1492標(biāo)準(zhǔn)卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°處的衍射峰分別對應(yīng)于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．這表明所制備的電極表面是由尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4與β型PbO2所組成的復(fù)合物．圖3PbO2+Co3O4復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通過調(diào)節(jié)鍍液中Co3O4粒子的濃度(C)制備出不同組成的PbO2+Co3O4復(fù)合材料，采用XPS對各材料中Pb，Co，O等3種元素的含量進(jìn)行分析．通過式(1)將測試結(jié)果重新整理計算，可得Co3O4在復(fù)合物中的質(zhì)量百分含量(φ/%)，結(jié)果見表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb為Pb元素的原子百分含量;PCo為Co元素的原子百分含量;MCo3O4為Co3O4的摩爾質(zhì)量;MPbO2為PbO2的摩爾質(zhì)量;nCo為Co3O4分子中Co的原子個數(shù);nPb為PbO2分子中Pb的原子個數(shù)．表1不同PbO2+Co
繽?，對照J(rèn)CP-DS42－1467標(biāo)準(zhǔn)卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°處的衍射峰分別對應(yīng)于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;對照J(rèn)CPDS41－1492標(biāo)準(zhǔn)卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°處的衍射峰分別對應(yīng)于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．這表明所制備的電極表面是由尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4與β型PbO2所組成的復(fù)合物．圖3PbO2+Co3O4復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通過調(diào)節(jié)鍍液中Co3O4粒子的濃度(C)制備出不同組成的PbO2+Co3O4復(fù)合材料，采用XPS對各材料中Pb，Co，O等3種元素的含量進(jìn)行分析．通過式(1)將測試結(jié)果重新整理計算，可得Co3O4在復(fù)合物中的質(zhì)量百分含量(φ/%)，結(jié)果見表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb為Pb元素的原子百分含量;PCo為Co元素的原子百分含量;MCo3O4為Co3O4的摩爾質(zhì)量;MPbO2為PbO2的摩爾質(zhì)量;nCo為Co3O4分子中Co的原子個數(shù);nPb為PbO2分子中Pb的原子個數(shù)．表1不同PbO2+Co3O4復(fù)合材料的組成成分Table1CompositionofPbO2+Co3O4compositesdeterminedbyXPS材料C/(mmol·L－1)PPb/%PCo/%φ/%PbO2033.3300PbO2+Co3O4135.461.451.36330.107.697.91525.0715.2716.99821.5324.3327.52圖4為不同組成復(fù)合電極的SEM圖
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Performance of PbO2/activated carbon hybrid supercapacitor with carbon foam substrate[J]. Wu Zhang~a,Yao Hui Qu~a,Li Jun Gao~(b,*) a Department of Chemistry,Nanchang University,Nanchang 330031,China b School of Energy,Soochow University,Suzhou 215006,China. Chinese Chemical Letters. 2012(05)
[2]超級電容器用PbO2電極的電沉積工藝[J]. 張波,鐘菊花,張波,程振民. 華東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[3]混合型超級電容器的研究進(jìn)展[J]. 劉海晶,夏永姚. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[4]熱分解法制備的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2電極性質(zhì)研究[J]. 王雅瓊,童宏揚(yáng),許文林. 無機(jī)材料學(xué)報. 2003(05)
本文編號：2927715
【文章來源】：江蘇科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015年06期 北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
Co3O4的能譜圖
物的TEM圖(圖2)可發(fā)現(xiàn)，該Co3O4為6～10nm的納米粒子．圖1Co3O4的能譜圖Fig．1XＲDpatternofCo3O4圖2Co3O4納米粒子的TEM圖Fig．2TEMimageofCo3O4nanoparticles2.2PbO2+Co3O4復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)、組成與形貌分析復(fù)合電極表面層的XＲD分析如圖3，對照J(rèn)CP-DS42－1467標(biāo)準(zhǔn)卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°處的衍射峰分別對應(yīng)于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;對照J(rèn)CPDS41－1492標(biāo)準(zhǔn)卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°處的衍射峰分別對應(yīng)于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．這表明所制備的電極表面是由尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4與β型PbO2所組成的復(fù)合物．圖3PbO2+Co3O4復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通過調(diào)節(jié)鍍液中Co3O4粒子的濃度(C)制備出不同組成的PbO2+Co3O4復(fù)合材料，采用XPS對各材料中Pb，Co，O等3種元素的含量進(jìn)行分析．通過式(1)將測試結(jié)果重新整理計算，可得Co3O4在復(fù)合物中的質(zhì)量百分含量(φ/%)，結(jié)果見表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb為Pb元素的原子百分含量;PCo為Co元素的原子百分含量;MCo3O4為Co3O4的摩爾質(zhì)量;MPbO2為PbO2的摩爾質(zhì)量;nCo為Co3O4分子中Co的原子個數(shù);nPb為PbO2分子中Pb的原子個數(shù)．表1不同PbO2+Co
繽?，對照J(rèn)CP-DS42－1467標(biāo)準(zhǔn)卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°處的衍射峰分別對應(yīng)于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;對照J(rèn)CPDS41－1492標(biāo)準(zhǔn)卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°處的衍射峰分別對應(yīng)于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．這表明所制備的電極表面是由尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4與β型PbO2所組成的復(fù)合物．圖3PbO2+Co3O4復(fù)合材料的XＲD譜圖Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通過調(diào)節(jié)鍍液中Co3O4粒子的濃度(C)制備出不同組成的PbO2+Co3O4復(fù)合材料，采用XPS對各材料中Pb，Co，O等3種元素的含量進(jìn)行分析．通過式(1)將測試結(jié)果重新整理計算，可得Co3O4在復(fù)合物中的質(zhì)量百分含量(φ/%)，結(jié)果見表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb為Pb元素的原子百分含量;PCo為Co元素的原子百分含量;MCo3O4為Co3O4的摩爾質(zhì)量;MPbO2為PbO2的摩爾質(zhì)量;nCo為Co3O4分子中Co的原子個數(shù);nPb為PbO2分子中Pb的原子個數(shù)．表1不同PbO2+Co3O4復(fù)合材料的組成成分Table1CompositionofPbO2+Co3O4compositesdeterminedbyXPS材料C/(mmol·L－1)PPb/%PCo/%φ/%PbO2033.3300PbO2+Co3O4135.461.451.36330.107.697.91525.0715.2716.99821.5324.3327.52圖4為不同組成復(fù)合電極的SEM圖
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Performance of PbO2/activated carbon hybrid supercapacitor with carbon foam substrate[J]. Wu Zhang~a,Yao Hui Qu~a,Li Jun Gao~(b,*) a Department of Chemistry,Nanchang University,Nanchang 330031,China b School of Energy,Soochow University,Suzhou 215006,China. Chinese Chemical Letters. 2012(05)
[2]超級電容器用PbO2電極的電沉積工藝[J]. 張波,鐘菊花,張波,程振民. 華東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[3]混合型超級電容器的研究進(jìn)展[J]. 劉海晶,夏永姚. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(Z1)
[4]熱分解法制備的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2電極性質(zhì)研究[J]. 王雅瓊,童宏揚(yáng),許文林. 無機(jī)材料學(xué)報. 2003(05)
本文編號：2927715
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