Ti/PbO 2 +Co 3 O 4 复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究
发布时间：2020-12-20 10:35
采用溶胶凝胶法制备纳米Co3O4粒子,通过复合共沉积法将Co3O4嵌入沉积在Ti基体的PbO2镀层中,制备得到PbO2+Co3O4复合电极材料.用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及扫描电镜（SEM）等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO2和尖晶石结构的Co3O4组成,随着纳米Co3O4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描（CV）和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.
【文章来源】：江苏科技大学学报(自然科学版). 2015年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
Co3O4的能谱图
物的TEM图(图2)可发现，该Co3O4为6～10nm的纳米粒子．图1Co3O4的能谱图Fig．1XＲDpatternofCo3O4图2Co3O4纳米粒子的TEM图Fig．2TEMimageofCo3O4nanoparticles2.2PbO2+Co3O4复合电极的结构、组成与形貌分析复合电极表面层的XＲD分析如图3，对照JCP-DS42－1467标准卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°处的衍射峰分别对应于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;对照JCPDS41－1492标准卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°处的衍射峰分别对应于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．这表明所制备的电极表面是由尖晶石结构的Co3O4与β型PbO2所组成的复合物．图3PbO2+Co3O4复合材料的XＲD谱图Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通过调节镀液中Co3O4粒子的浓度(C)制备出不同组成的PbO2+Co3O4复合材料，采用XPS对各材料中Pb，Co，O等3种元素的含量进行分析．通过式(1)将测试结果重新整理计算，可得Co3O4在复合物中的质量百分含量(φ/%)，结果见表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb为Pb元素的原子百分含量;PCo为Co元素的原子百分含量;MCo3O4为Co3O4的摩尔质量;MPbO2为PbO2的摩尔质量;nCo为Co3O4分子中Co的原子个数;nPb为PbO2分子中Pb的原子个数．表1不同PbO2+Co
缤?，对照JCP-DS42－1467标准卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°处的衍射峰分别对应于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;对照JCPDS41－1492标准卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°处的衍射峰分别对应于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．这表明所制备的电极表面是由尖晶石结构的Co3O4与β型PbO2所组成的复合物．图3PbO2+Co3O4复合材料的XＲD谱图Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通过调节镀液中Co3O4粒子的浓度(C)制备出不同组成的PbO2+Co3O4复合材料，采用XPS对各材料中Pb，Co，O等3种元素的含量进行分析．通过式(1)将测试结果重新整理计算，可得Co3O4在复合物中的质量百分含量(φ/%)，结果见表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb为Pb元素的原子百分含量;PCo为Co元素的原子百分含量;MCo3O4为Co3O4的摩尔质量;MPbO2为PbO2的摩尔质量;nCo为Co3O4分子中Co的原子个数;nPb为PbO2分子中Pb的原子个数．表1不同PbO2+Co3O4复合材料的组成成分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图4为不同组成复合电极的SEM图
【参考文献】：
期刊论文
[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]超级电容器用PbO2电极的电沉积工艺[J]. 张波,钟菊花,张波,程振民. 华东理工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[3]混合型超级电容器的研究进展[J]. 刘海晶,夏永姚. 化学进展. 2011(Z1)
[4]热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极性质研究[J]. 王雅琼,童宏扬,许文林. 无机材料学报. 2003(05)
本文编号：2927715
【文章来源】：江苏科技大学学报(自然科学版). 2015年06期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
Co3O4的能谱图
物的TEM图(图2)可发现，该Co3O4为6～10nm的纳米粒子．图1Co3O4的能谱图Fig．1XＲDpatternofCo3O4图2Co3O4纳米粒子的TEM图Fig．2TEMimageofCo3O4nanoparticles2.2PbO2+Co3O4复合电极的结构、组成与形貌分析复合电极表面层的XＲD分析如图3，对照JCP-DS42－1467标准卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°处的衍射峰分别对应于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;对照JCPDS41－1492标准卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°处的衍射峰分别对应于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．这表明所制备的电极表面是由尖晶石结构的Co3O4与β型PbO2所组成的复合物．图3PbO2+Co3O4复合材料的XＲD谱图Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通过调节镀液中Co3O4粒子的浓度(C)制备出不同组成的PbO2+Co3O4复合材料，采用XPS对各材料中Pb，Co，O等3种元素的含量进行分析．通过式(1)将测试结果重新整理计算，可得Co3O4在复合物中的质量百分含量(φ/%)，结果见表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb为Pb元素的原子百分含量;PCo为Co元素的原子百分含量;MCo3O4为Co3O4的摩尔质量;MPbO2为PbO2的摩尔质量;nCo为Co3O4分子中Co的原子个数;nPb为PbO2分子中Pb的原子个数．表1不同PbO2+Co
缤?，对照JCP-DS42－1467标准卡，在22.70°，31.26°，36.18°，39.64°，43.34°，61.08°及64.82°处的衍射峰分别对应于尖晶石型Co3O4的(111)，(220)，(311)，(222)，(400)，(511)及(440)晶面;对照JCPDS41－1492标准卡，31.26°，47.72°，48.64°，49.96°，57.44°，57.54°，65.94°，71.46°以及77.26°处的衍射峰分别对应于β型PbO2的(101)，(211)，(220)，(002)，(310)，(112)，(202)，(321)及(222)晶面．这表明所制备的电极表面是由尖晶石结构的Co3O4与β型PbO2所组成的复合物．图3PbO2+Co3O4复合材料的XＲD谱图Fig．3XＲDpatternofPbO2+Co3O4composition通过调节镀液中Co3O4粒子的浓度(C)制备出不同组成的PbO2+Co3O4复合材料，采用XPS对各材料中Pb，Co，O等3种元素的含量进行分析．通过式(1)将测试结果重新整理计算，可得Co3O4在复合物中的质量百分含量(φ/%)，结果见表1．φ=MCo3O4PCon－1CoMPbO2PPbn－1Pb+MCo3O4PCon－1Co(1)式中:PPb为Pb元素的原子百分含量;PCo为Co元素的原子百分含量;MCo3O4为Co3O4的摩尔质量;MPbO2为PbO2的摩尔质量;nCo为Co3O4分子中Co的原子个数;nPb为PbO2分子中Pb的原子个数．表1不同PbO2+Co3O4复合材料的组成成分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图4为不同组成复合电极的SEM图
【参考文献】：
期刊论文
[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]超级电容器用PbO2电极的电沉积工艺[J]. 张波,钟菊花,张波,程振民. 华东理工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[3]混合型超级电容器的研究进展[J]. 刘海晶,夏永姚. 化学进展. 2011(Z1)
[4]热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极性质研究[J]. 王雅琼,童宏扬,许文林. 无机材料学报. 2003(05)
本文编号：2927715
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