本文主要研究内容
作者邹文茹（2019）在《阴离子交换法增强Ni-Co基纳米阵列电极性能的研究》一文中研究指出：人类社会正面临日益严峻的能源危机和环境问题,寻找清洁的可再生能源,并发展高效的能源转化与存储形式,是维持人类社会可持续发展的唯一途径。电化学过程是能量存储、新型能源转化的重要方式,而电极材料在电化学过程中扮演着重要角色。Ni-Co基化合物是重要的电极材料,其价态可变、结构稳定并且储量丰富。同时,通过在导电基底上直接生长的方式获得的“自支撑”Ni-Co基纳米结构,其电极内阻小,比表面积大,可暴露更多的活性位点,加速物质传输能力,因此在超级电容器和电解水领域有广泛用途。已经有大量通过阴离子交换方式,提升Ni-Co纳米结构电极性能的报道,但不同阴离子的交换效果还需要更准确的评价。本文以NiCo-C03 LDH纳米片阵列为前驱体,通过阴离子交换方式,分别制备了 NiCo-OH LDH、NiCoS、NiCoP纳米片阵列,测试了它们的电化学性能,并对阴离子交换效果进行了平行比较。本文主要研究内容如下:(1)以Ni(N03)2·6H2O和 Co(N03)2·6H20为原料,CO(NH2)2为沉淀剂,采用水热法制备NiCo-CO3 LDH纳米片阵列。阵列浸泡于KOH溶液,使C032-和OH-之间进行有效交换后,其转化为NiCo-OHLDH纳米片阵列。碱浸泡12 h前后的电极样品在2 mA·cm-2电流密度时性能容量由1.78 F·cm-2增加至6.22F·cm-2。同时,在阴离子交换过程后的NiCo-OHLDH电极具有更好的倍率性能、库伦效率和循环稳定性。NiCo-OHLDH电极优异的性能归因于在纳米片表面生长的纳米薄膜所带来的大比表面积,并且纳米片与纳米薄膜接触的层间电阻较小。由NiCo LDH与活性炭组装的NiCo LDH//AC全固态不对称超级电容器,在功率密度为758 W·kg-1时的能量密度为94.5 Wh·kg-1,该电容器可轻易地点亮LED灯。(2)通过改变合成参数,获得了NiCo-C03LDH纳米片平行阵列。以此为前驱体,TAA为S源,进行水热阴离子交换反应,获得了保留前驱体阵列基本形貌的镍钻硫化物纳米阵列,纳米片的厚度增大,纳米阵列间距变小。作为超级电容器电极,NiCoS电极在10 mA··cm-2电流密度时的面积比电容为8.38F·cm-2,但是电极的倍率性能和稳定性不佳。组装成NiCoS//AC全固态不对称电容器,在功率密度为10mW·C·cm-2时,最大能量密度为0.2031 mWh·cm-2。当功率密度增加到50mW·C·cm-2时,能量密度仍可实现0.08523 mWh·cm-2。作为电催化剂,NiCoS电极表现出来良好的OER及HER催化活性。在电流密度为10mA·cm-2时,OER及HER过电势分别为282mV和108 mV,Tafel斜率分别为54 mV·dec-1和112 mV·dec-1。基于双NiCoS电极体系下的电解水设备具有良好的使用稳定性。(3)以NaH2PO2作为P源,以NiCo-C03LDH平行阵列为前驱体,通过磷化处理,获得NiCoP电极。该电极具有优异的OER及HER性能,在电流密度为10 mA·C·cm-22时,OER及HER过电势分别为220 mV和27mV;在电流密度为100 mA·C·cm-2时,OER及HER过电势分别为371 mV和125 mV,Tafel斜率分别为40.25mV·dec-1和82.72mV·dec-1。因此,NiCoP电极可作为双功能电催化剂用于电解水过程。
Abstract
ren lei she hui zheng mian lin ri yi yan jun de neng yuan wei ji he huan jing wen ti ,xun zhao qing jie de ke zai sheng neng yuan ,bing fa zhan gao xiao de neng yuan zhuai hua yu cun chu xing shi ,shi wei chi ren lei she hui ke chi xu fa zhan de wei yi tu jing 。dian hua xue guo cheng shi neng liang cun chu 、xin xing neng yuan zhuai hua de chong yao fang shi ,er dian ji cai liao zai dian hua xue guo cheng zhong ban yan zhao chong yao jiao se 。Ni-Coji hua ge wu shi chong yao de dian ji cai liao ,ji jia tai ke bian 、jie gou wen ding bing ju chu liang feng fu 。tong shi ,tong guo zai dao dian ji de shang zhi jie sheng chang de fang shi huo de de “zi zhi cheng ”Ni-Coji na mi jie gou ,ji dian ji nei zu xiao ,bi biao mian ji da ,ke bao lou geng duo de huo xing wei dian ,jia su wu zhi chuan shu neng li ,yin ci zai chao ji dian rong qi he dian jie shui ling yu you an fan yong tu 。yi jing you da liang tong guo yin li zi jiao huan fang shi ,di sheng Ni-Cona mi jie gou dian ji xing neng de bao dao ,dan bu tong yin li zi de jiao huan xiao guo hai xu yao geng zhun que de ping jia 。ben wen yi NiCo-C03 LDHna mi pian zhen lie wei qian qu ti ,tong guo yin li zi jiao huan fang shi ,fen bie zhi bei le NiCo-OH LDH、NiCoS、NiCoPna mi pian zhen lie ,ce shi le ta men de dian hua xue xing neng ,bing dui yin li zi jiao huan xiao guo jin hang le ping hang bi jiao 。ben wen zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)yi Ni(N03)2·6H2Ohe Co(N03)2·6H20wei yuan liao ,CO(NH2)2wei chen dian ji ,cai yong shui re fa zhi bei NiCo-CO3 LDHna mi pian zhen lie 。zhen lie jin pao yu KOHrong ye ,shi C032-he OH-zhi jian jin hang you xiao jiao huan hou ,ji zhuai hua wei NiCo-OHLDHna mi pian zhen lie 。jian jin pao 12 hqian hou de dian ji yang pin zai 2 mA·cm-2dian liu mi du shi xing neng rong liang you 1.78 F·cm-2zeng jia zhi 6.22F·cm-2。tong shi ,zai yin li zi jiao huan guo cheng hou de NiCo-OHLDHdian ji ju you geng hao de bei lv xing neng 、ku lun xiao lv he xun huan wen ding xing 。NiCo-OHLDHdian ji you yi de xing neng gui yin yu zai na mi pian biao mian sheng chang de na mi bao mo suo dai lai de da bi biao mian ji ,bing ju na mi pian yu na mi bao mo jie chu de ceng jian dian zu jiao xiao 。you NiCo LDHyu huo xing tan zu zhuang de NiCo LDH//ACquan gu tai bu dui chen chao ji dian rong qi ,zai gong lv mi du wei 758 W·kg-1shi de neng liang mi du wei 94.5 Wh·kg-1,gai dian rong qi ke qing yi de dian liang LEDdeng 。(2)tong guo gai bian ge cheng can shu ,huo de le NiCo-C03LDHna mi pian ping hang zhen lie 。yi ci wei qian qu ti ,TAAwei Syuan ,jin hang shui re yin li zi jiao huan fan ying ,huo de le bao liu qian qu ti zhen lie ji ben xing mao de nie zuan liu hua wu na mi zhen lie ,na mi pian de hou du zeng da ,na mi zhen lie jian ju bian xiao 。zuo wei chao ji dian rong qi dian ji ,NiCoSdian ji zai 10 mA··cm-2dian liu mi du shi de mian ji bi dian rong wei 8.38F·cm-2,dan shi dian ji de bei lv xing neng he wen ding xing bu jia 。zu zhuang cheng NiCoS//ACquan gu tai bu dui chen dian rong qi ,zai gong lv mi du wei 10mW·C·cm-2shi ,zui da neng liang mi du wei 0.2031 mWh·cm-2。dang gong lv mi du zeng jia dao 50mW·C·cm-2shi ,neng liang mi du reng ke shi xian 0.08523 mWh·cm-2。zuo wei dian cui hua ji ,NiCoSdian ji biao xian chu lai liang hao de OERji HERcui hua huo xing 。zai dian liu mi du wei 10mA·cm-2shi ,OERji HERguo dian shi fen bie wei 282mVhe 108 mV,Tafelxie lv fen bie wei 54 mV·dec-1he 112 mV·dec-1。ji yu shuang NiCoSdian ji ti ji xia de dian jie shui she bei ju you liang hao de shi yong wen ding xing 。(3)yi NaH2PO2zuo wei Pyuan ,yi NiCo-C03LDHping hang zhen lie wei qian qu ti ,tong guo lin hua chu li ,huo de NiCoPdian ji 。gai dian ji ju you you yi de OERji HERxing neng ,zai dian liu mi du wei 10 mA·C·cm-22shi ,OERji HERguo dian shi fen bie wei 220 mVhe 27mV;zai dian liu mi du wei 100 mA·C·cm-2shi ,OERji HERguo dian shi fen bie wei 371 mVhe 125 mV,Tafelxie lv fen bie wei 40.25mV·dec-1he 82.72mV·dec-1。yin ci ,NiCoPdian ji ke zuo wei shuang gong neng dian cui hua ji yong yu dian jie shui guo cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自广西大学的邹文茹，发表于刊物广西大学2019-10-14论文，是一篇关于基电极论文,阴离子交换论文,纳米片平行阵列论文,超级电容器论文,电解水论文,广西大学2019-10-14论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自广西大学2019-10-14论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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