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氧化锰表面改性活性炭电极材料的电化学特性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]同济大学化学系,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(50472089)资助项目
中文摘要:

用Mn(NO3)2溶液浸渍-高温热解法对普通活性炭进行表面改性处理以改善其电化学性能.采用氮气吸附、SEM、XRD等方法研究改性活性炭的比表面积、孔结构、形貌和氧化锰的晶体结构;用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学方法研究了改性活性炭电极构成的电化学电容器的性能.结果表明,Mn(NO3)2热解产生的多价态氧化锰有法拉第赝电容效应,尤其是立方晶形结构的理-Mn2O3,与活性炭的双电层电容构成了复合电容,因而改性炭材料的比电容有明显的提高,其质量比电容达到254F·g^-1,比未改性炭的165F·g^-1提高了54%.改性炭电极电化学电容器具有优异的充放电可逆性和稳定性,而且等效串联电阻较小,只有0.40Ω:经2000次循环的长期测试,容量保持率几乎达到100%.

英文摘要:

To improve electrochemical properties of activated carbon (AC), a commercial AC was modified by means of soaking in manganese nitrate solution and subsequent pyrolysis. Nitrogen adsorption at 77 K, SEM, and XRD were used to study the surface area, porosity, profile of modified AC, and the crystal structure of deposited manganese oxides. The performance of electrochemical capacitors using the modified AC as electrode materials was investigated by cyclic voltammograms, ac (alternating current) impedance, and constant current charge/discharge. Results showed that manganese oxides, especially α-Mn2O3, produced from the Mn(NO3)2 decomposition had an obvious pseudo-capacitance effect. This effect was coupled with the electrical double layer capacitance of AC to form a complex capacitance so that the specific capacitance of modified AC could be as high as 254 F·g^-1 which is 54% higher than that of the unmodified AC. In addition, the tested capacitor with modified AC electrodes showed excellent performance during reversible charge-discharge and also displayed high stability. Its equivalent series resistance was small at 0.40Ω. After a long term test of 2000-cycles the capacitance retained nearly 100% of its original value.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781