论文泡沫Ni负载FeCO2O4纳米阵列电极制备其超级电容性能是关于本文可作为超级电容方面的大学硕士与本科毕业论文自制超级电容电池论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要 采用简单的水热法在泡沫镍基质上直接制备FeCo2O4纳米阵列材料,并通过扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）及热重分析（TGA）等手段对制备材料的形貌、结构、元素组成分布及其热稳定性能进行表征.实验结果表明,制备的FeCo2O4具有由纳米片层构成的纳米花阵列结构.在三电极体系及2 mol/L H2SO4电解质中,该电极材料的比容量达1 190.47 mF·cm-2,当电流密度为从1 mA·cm-2增加到50 mA·cm-2时,其倍率性保持61.09%,在30 mA·cm-2电流密度下充放电循环2 000次后其比容量保留率达到111.76%.
关键词 铁钴氧化物；泡沫镍；纳米阵列；超级电容器；循环稳定性
中图分类号 TM53 文献标识码 A 文章编号 1000-2537（2017）03-0042-07
Preparation of FeCo2O4@Ni Foam Electrode with Nanoarray Structure and Its Superior Supercapacitor Performances
DENG Cui-fen, YANG Chun-ming*, SHEN Ping, ZHAO Li-ping, WANG Zhi-yu
（College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Normal University, Changsha 410081, China）
Abstract A simple hydrothermal method was reported in this work to prepare FeCo2O4 nanoarrays on nickel foam directly. Scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and thermogravimetric analysis （TGA） were employed to characterize their morphology, structure, element composition and distribution, and thermal stability. The experimental results show that as-obtained FeCo2O4 nanoarray flower structure is composed of nano lamellar. The as-prepared FeCo2O4 electrode materials achieve a remarkable specific capacity of 1 190.47 mF·cm-2, ratio performance of 61.09% （current density from 1 to 50 mA·cm-2）, and 111.76% retention of its initial specific capacity after 2 000 charge-discharge cycles at current density of 30 mA·cm-2.
Key words Iron cobalt oxides； nickel foam； nanoarray； supercapacitor； cycle stability
能源問题一直是人们所关注的焦点,超级电容器由于其充电快速、功率密度较高和稳定性优异,因此成为储能研究的热点[1].在目前研究的能量储存材料中,过渡金属氧化物由于大的理论比容量（如Co3O4的理论比容量达3 560 F·g-1）,成为最有希望的储能材料之一.然而,这些氧化物在长时间的充放电过程中很容易出现晶型转变、粒子团聚及结构坍塌等系列问题,使得氧化物的的电导率低、循环稳定性差.制备纳米结构的复合材料被认为是解决这些问题的途径之一[2].最近,多元金属氧化物在储能材料领域引起了极大的关注,多元金属氧化物比一元金属氧化物具有更高的电导率和更优越的电化学性能[3].在这些多元金属氧化物中,尖晶石型钴氧化物MCo2O4 （M等于 Mn,Ni,Cu,Zn）[4-5]在锂离子电池材料或者超级电容器材料中展示了应用潜力,用其他金属原子替代一部分钴原子提高了材料的电导率和电化学活性.该设计一方面降低了材料的毒性（Co是一种毒性较大的元素）,另一方面降低了材料的成本（即用相对廉价的金属原子部分替代价格较贵的金属原子）.Fe作为一种替代元素,具有来源广泛、价格低廉、环境友好等特点.纳米结构的FeCo2O4作为阳极材料在锂离子电池的应用中显示了较高的锂离子储存能力[6].这表明,FeCo2O4材料通过氧化还原反应可以提供较大的电荷储存能力,这一特性同样也可应用于超级电容器之中.因此,本文通过简单的水热法制备在泡沫镍基质上直接生长由纳米片层组成的FeCo2O4纳米花阵列电极材料,在2 mol/L KOH电解液中测试其电化学性能,发现该自支撑电极材料的比容量、倍率性能、循环稳定性能都比较优异.
1 实验部分
1.1 实验试剂和仪器
Fe（NO3）3·9H2O（AR,99%）,Co（NO3）2·6H2O（AR,99%）,KOH（AR,85%）,NH4F（AR,96%）和CO（NH2）2（AR,99%）,购自天津风船化学试剂科技有限公司；去离子水,自制；无水乙醇（AR,99.7%）,恒兴试剂公司产品.
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参考文献：
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