掺N多孔碳/氧化镍锰和碳微纳米管的联合制备与电容性能的研究

发布时间：2024-05-11 18:20

　　以煤基聚苯胺为碳氮源,乙酸镍、二茂镍为催化剂前驱体,采用分段控温热解工艺和KMnO₄氧化工艺,成功实现掺N多孔碳/氧化镍锰和碳微纳米管的联合制备。分析发现,碳微米管管径在150⁴00nm之间,碳纳米管管径在60nm左右,壁厚约10nm。多孔碳以介孔为主,BET比表面积为801.59m²/g,BJH平均孔径为47.87nm;并成功实现N掺杂,部分N以结晶性良好的CNx的状态存在。氧化镍锰主要以NiO的化学状态存在,伴生有NiMn₂O₄和α-MnO₂;并以纳米片的形态附着在多孔碳表面或插入在孔隙中。制备的掺N多孔碳/氧化镍锰的比电容为387.18F/g(1A/g),1 000次充放电后的比电容保持率为81.48%(5A/g)。

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【部分图文】：

图４掺Ｎ多孔碳／镍和掺Ｎ多孔碳／氧化镍锰的ＸＲＤ图

０７４．６７８０１．５９５８７．７２０．４８０．２７０．２０２３．９５４７．８７２．４晶型结构分析图４（ａ）中４４．５１，５１．８５和７６．３７°处出现了明显的衍射峰，与Ｎｉ的标准卡片（ＪＣＰＤＳＮｏ．０４－０８５０）相符合，分别对应于Ｎｉ的（１１１）、（２００）、（２２０）衍射....

图５（ｂ）与（ｄ）均在－０．１和－０．７Ｖ附

ＤＳＮｏ．５３－０６３３）α－ＭｎＯ２的（３１０）衍射面，３０．１和３５．４°处对应标准卡片（ＪＣＰＤＳＮｏ．０１－１１１０）ＮｉＭｎ２Ｏ４的（２２０）、（３１１）衍射面。这充分说明ＫＭｎＯ４对镍的氧化是有效的，镍主要转变成ＮｉＯ，同时伴生有ＮｉＭｎ２Ｏ４和α－ＭｎＯ２。在图４（....

图６循环次数与比电容保持率的关系Ｆｉｇ６Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｙｃｌｅｎｕｍｂｅｒｓａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｒｅｔｅｎｔｉｏｎ

原峰或平台，可能是它们的氧化还原电位未在测试窗口之内或因电极反应速度太快而未显示。图５（ａ）与（ｃ）的ＣＶ曲线随扫速的增加，环的形状未发生明显的变化，表明该复合电极材料具有较高的倍率性能。参照文献［１１］计算电极材料的比电容，能量密度和功率密度，结果见表２。比较发现，氧化后的复合....

图４掺Ｎ多孔碳／镍和掺Ｎ多孔碳／氧化镍锰的ＸＲＤ图

０７４．６７８０１．５９５８７．７２０．４８０．２７０．２０２３．９５４７．８７２．４晶型结构分析图４（ａ）中４４．５１，５１．８５和７６．３７°处出现了明显的衍射峰，与Ｎｉ的标准卡片（ＪＣＰＤＳＮｏ．０４－０８５０）相符合，分别对应于Ｎｉ的（１１１）、（２００）、（２２０）衍射....

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