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镍铜层状双金属氢氧化物/碳布电极的制备及其电催化氧化氨氮性能 被引量：2
1
作者 游葭宁 崔建国 张峰 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期699-706,共8页
以碳布(CC)为基底,采用水热法制备了镍铜层状双金属氢氧化物(NiCu-LDH)/CC电极,并将其用于电催化氧化处理模拟强碱性氨氮废水。电化学表征结果显示,与Ni(OH)2和Cu(OH)_(2)电极相比,Ni和Cu的协同效应使Ni_(0.8)Cu_(0.2)-LDH/CC电极对氨... 以碳布(CC)为基底,采用水热法制备了镍铜层状双金属氢氧化物(NiCu-LDH)/CC电极,并将其用于电催化氧化处理模拟强碱性氨氮废水。电化学表征结果显示,与Ni(OH)2和Cu(OH)_(2)电极相比,Ni和Cu的协同效应使Ni_(0.8)Cu_(0.2)-LDH/CC电极对氨氮电催化氧化具有优异的催化活性。实验结果表明:在应用电位为1.62 V、初始废水pH为12的适宜条件下,采用Ni_(0.8)Cu_(0.2)-LDH/CC电极处理氨氮质量浓度450~1300 mg/L的废水12 h,氨氮去除率稳定在75%~95%;产物中N2选择性最高可达53.47%,对应的NO_(2)^(-)-N选择性为44.91%,NO_(3)^(-)-N选择性为1.62%,处理后废水pH从9~13降至8~10,这些条件均有利于后续生物短程反硝化进一步脱氮;Ni_(0.8)Cu_(0.2)-LDH/CC电极表现出良好的催化稳定性和极低的镍铜离子浸出量。 展开更多
关键词 强碱性氨氮废水 电催化氧化 镍铜层状双金属氢氧化物电极
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高倍率容量层状双金属氢氧化物超级电容材料的研究进展 被引量：3
2
作者 赵杰 郭月 +4 位作者 沈桢 杨立军 吴强 王喜章 胡征 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期4851-4872,共22页
层状双金属氢氧化物(LDHs)是由带正电荷的金属氢氧化物层板、层间带负电荷的阴离子和水分子组成的二维层状材料,可通过氢氧化物与羟基氧化物之间的可逆氧化还原反应存储与释放电荷,具有理论容量高、形貌与组分可调、成本低、易宏量制备... 层状双金属氢氧化物(LDHs)是由带正电荷的金属氢氧化物层板、层间带负电荷的阴离子和水分子组成的二维层状材料,可通过氢氧化物与羟基氧化物之间的可逆氧化还原反应存储与释放电荷,具有理论容量高、形貌与组分可调、成本低、易宏量制备等优点,成为近年来备受关注的超级电容器电极材料。超级电容材料在大电流密度下的比容量与其应用潜力密切相关,研究者们通过材料设计及电极工程,探索了多种提升LDHs倍率容量(即不同电流密度下的容量)的方法与技术,但至今LDHs的实际储能性能仍然远低于预期。简述了LDHs的结构、储能机理与面临的挑战,从增加反应活性、促进电荷传输动力学的角度归纳总结了提升LDHs倍率容量的研究进展,探讨了通过匹配电子传输和离子输运能力进一步提升LDHs倍率容量的新思路。 展开更多
关键词 层状双金属氢氧化物 超级电容器 电化学 倍率容量 动力学 纳米材料 电极工程
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多壁碳纳米管/钴镍层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及电化学性能研究 被引量：4
3
作者 叶发萍 解玉龙 +1 位作者 郭倩妮 赵素琴 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期187-191,共5页
以硫酸钴(CoSO_(4)·7H_(2)O)为钴源、硫酸镍(NiSO_(4)·7H_(2)O)为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管(MWCNTs)嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物(CoNi-LDHs)中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合... 以硫酸钴(CoSO_(4)·7H_(2)O)为钴源、硫酸镍(NiSO_(4)·7H_(2)O)为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管(MWCNTs)嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物(CoNi-LDHs)中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合材料的微观组织结构和表面形貌进行表征,并通过循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗谱等测试方法对该材料的电化学性能进行研究。结果表明,当反应体系中引入MWCNTs后,CoNi-LDHs颗粒均匀地嵌入碳纳米管网络中,与碳纳米管紧密结合交错在一起,增大了材料的表面积,为氧化还原反应提供了丰富的活性位点;在电流密度为0.5 A/g下,复合材料比电容高达1965.55 F/g,表明该复合材料具有优异的电化学性能。 展开更多
关键词 钴镍层状双金属氢氧化物 多壁碳纳米管 水热法 电化学性能
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花瓣状镍钴层状双金属氢氧化物微球的制备及其超级电容性能 被引量：1
4
作者 严涛 李在均 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第6期719-724,共6页
在乙醇-水(V(乙醇)∶V(水)=9∶1)的反应介质中,以SiO2@AlOOH为硬模板,加入镍钴盐前驱体和碱源,水热法制备了花瓣状镍钴层状双金属氢氧化物微球(NiCo-LDHM)。采用扫描电子显电镜、透射电镜和电化学工作站等对此复合材料进行了表征。研究... 在乙醇-水(V(乙醇)∶V(水)=9∶1)的反应介质中,以SiO2@AlOOH为硬模板,加入镍钴盐前驱体和碱源,水热法制备了花瓣状镍钴层状双金属氢氧化物微球(NiCo-LDHM)。采用扫描电子显电镜、透射电镜和电化学工作站等对此复合材料进行了表征。研究发现,该微球平均粒径约2.5μm,呈多孔结构,由厚度10 nm左右纳米片自组装形成。在1 A/g的电流密度下,该产物电极的比电容量达到1 108.8 F/g,明显优于普通镍钴层状双金属氢氧化物电极(710.5 F/g)的比电容量。当电流密度增加到7 A/g,比电容量为700.8 F/g,恒电流充-放电1 500次后比电容量仍高于94.5%,由此说明了复合材料具有优异的超级电容性能。 展开更多
关键词 乙醇 镍钴层状双金属氢氧化物 超级电容器 电化学性能
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一步水热法合成多孔氧缺陷镍铝双金属氢氧化物及其高电容存储 被引量：2
5
作者 刘少波 赵勇峰 +1 位作者 李恒月 阳军亮 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第12期4138-4148,共11页
层状双金属氢氧化物(LDH)由于具有层状结构、丰富的氧化还原活性中心和金属离子间的协同作用被认为是超级电容器的理想电极之一。然而,低的比电容和较差的循环稳定性极大地限制了它们的规模化应用。本文采用简单的一步水热法在泡沫镍上... 层状双金属氢氧化物(LDH)由于具有层状结构、丰富的氧化还原活性中心和金属离子间的协同作用被认为是超级电容器的理想电极之一。然而,低的比电容和较差的循环稳定性极大地限制了它们的规模化应用。本文采用简单的一步水热法在泡沫镍上制备层状镍铝双金属氢氧化物(NiAl-LDH),并通过不同的反应物浓度控制其电荷存储能力。研究发现反应物浓度对NiAl-LDH的形貌、结晶度和负载密度有明显调节作用。优化后的NiAl-LDH(Ni1Al1-LDH)具有丰富氧缺陷的多孔纳米片结构,该结构紧密包覆在高导电性泡沫镍表面,促进了离子和电子的转移,有效提高了Ni离子的氧化还原活性,从而提高了能量储存能力。作为超级电容器电极,Ni1Al1-LDH在电流密度为1 A/g时的比电容为1958.1 F/g。在100 mV/s的扫速下,经过1000次持续充放电循环,电容保持率高达108.7%。 展开更多
关键词 超级电容器 电容 层状镍铝双金属氢氧化物 多孔纳米片 氧缺陷
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表面活性剂软模板制备石墨烯/镍-铝层状双氢氧化物复合材料及其超级电容性能 被引量：4
6
作者 吴红平 孔惠 +1 位作者 牛玉莲 李在均 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第6期725-731,共7页
氧化石墨经过微波辐射和高温热裂解处理得到深度还原的石墨烯。超声分散石墨烯于去离子水形成稳定的石墨烯分散液,加入硝酸镍、硝酸铝、尿素和表面活性剂软模板剂Pluronic 123;采用水热法制备石墨烯/镍铝层状双金属氢氧化物复合材料;利... 氧化石墨经过微波辐射和高温热裂解处理得到深度还原的石墨烯。超声分散石墨烯于去离子水形成稳定的石墨烯分散液,加入硝酸镍、硝酸铝、尿素和表面活性剂软模板剂Pluronic 123;采用水热法制备石墨烯/镍铝层状双金属氢氧化物复合材料;利用扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射和红外光谱对此复合材料进行结构和形貌表征。结果表明表面活性剂的空间限制及调节作用,使之形成超薄的镍铝层状双金属氢氧化物纳米片,且均匀分散在褶皱的石墨烯纳米片上。研究了复合材料作为超级电容器电极的电化学性能。结果表明,复合材料电极的表观多相电子转移常数(k s)为0.727 s-1,明显高于单独的镍铝双金属氢氧化物,因此石墨烯的引入大大改善了材料的电子传导性。在1 A/g的电流密度下,复合材料电极的比电容为1 354.8 F/g。当电流密度增加到10A/g时,循环充-放电1 000次后,比电容仍保持在98.5%以上。在4 kW/kg的功率密度下,其能量密度达到12.96 Wh/kg。所制备的石墨烯/镍铝层状双金属氢氧化物复合材料提供了高的比电容、充-放电循环稳定性和能量密度。 展开更多
关键词 软模板 表面活性剂 石墨烯 镍铝层状双金属氢氧化物 超级电容器
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CoFe-LDH/泡沫铜的制备及催化介质阻挡放电等离子体降解水中敌草隆性能与机制
7
作者 沈天瑶 杨怿 +3 位作者 于海鹤 徐鹏 张广山 王鹏 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期243-255,共13页
采用一步水热法,以钴和铁元素为活性组分制备了片层状钴铁层状双金属氢氧化物(CoFe-LDH),通过调节元素摩尔比和水热温度、时间以及尿素投加量的制备条件得到了可以高效催化介质阻挡放电等离子体(DBDP)的粉末催化剂。研究结果表明,当n(尿... 采用一步水热法,以钴和铁元素为活性组分制备了片层状钴铁层状双金属氢氧化物(CoFe-LDH),通过调节元素摩尔比和水热温度、时间以及尿素投加量的制备条件得到了可以高效催化介质阻挡放电等离子体(DBDP)的粉末催化剂。研究结果表明,当n(尿素)∶n(Co)∶n(Fe)=10∶3∶1,水热温度为120℃,水热时间18 h时,得到的CoFe-LDH催化性能最优,其催化DBDP降解敌草隆(DUR)的降解率和降解速率常数分别达到了96.54%和0.1354 min^(-1),制备条件中水热时间对催化性能影响最大。在此基础上,将配比优化的CoFe-LDH负载在泡沫铜(CuF)表面,得到了片状可回收的三元CoFe-LDH/CuF(CFHC)催化剂。系统地表征了CFHC的结构组成,研究了微观结构和元素组成与催化性能之间的内在联系。由于还原态铜元素的引入,增加了催化剂表面的氧空位含量,显著地提升了复合材料的催化性能。CFHC的加入成功将DBDP对敌草隆的去除速率提升至0.2175 min^(-1),是DBDP空白体系的3.18倍。CuF的引入增加了催化剂的导电能力,在降解过程中钴、铁、铜和氧空位之间的电子转移是高催化活性的根本原因,CFHC重新调整了DBDP体系内的优势活性物种,·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)取代·OH成为了降解敌草隆的主要活性物质。 展开更多
关键词 层状双金属氢氧化物 介质阻挡放电等离子体 钴铁 敌草隆 泡沫铜
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超级电容器用NiCo-LDH电极材料研究进展 被引量：5
8
作者 曹晓晨 原梅妮 丁聪明 《电池》 CAS 北大核心 2023年第3期342-346,共5页
镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)具有理论比电容大、成本低等优势,作为超级电容器电极材料得到广泛研究,但导电性能和电化学性能较差,限制了实际应用。简要介绍NiCo-LDH电极材料的储能原理、电化学性能影响因素(如比表面积、孔径和导... 镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)具有理论比电容大、成本低等优势,作为超级电容器电极材料得到广泛研究,但导电性能和电化学性能较差,限制了实际应用。简要介绍NiCo-LDH电极材料的储能原理、电化学性能影响因素(如比表面积、孔径和导电性等)和制备方法,其中包括水热法(溶剂热法)、微波法、电化学沉积法、化学共沉淀法和牺牲模板法等。重点介绍NiCo-LDH电极材料的改性研究(如改变形貌、制备复合材料等),并对研究方向进行展望。 展开更多
关键词 超级电容器 镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH) 电化学性能 电极材料 改性研究
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高性能CoAl-LDH六边形纳米片超级电容器电极材料的制备 被引量：2
9
作者 张改妮 任莉君 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期3171-3174,3181,共5页
采用简单的共沉淀法,制备了分散性良好且尺寸均一的钴铝层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)六边形纳米片电极材料,其尺寸约为2μm。三电极体系电化学测试结果表明,在电流密度为1A/g时,CoAl-LDH纳米片电极材料的质量比电容为723F/g,电流密度... 采用简单的共沉淀法,制备了分散性良好且尺寸均一的钴铝层状双金属氢氧化物(CoAl-LDH)六边形纳米片电极材料,其尺寸约为2μm。三电极体系电化学测试结果表明,在电流密度为1A/g时,CoAl-LDH纳米片电极材料的质量比电容为723F/g,电流密度增加至20A/g时,电容保持率高达72%。CoAl-LDH纳米片电极材料有望成为组装高性能超级电容器的可选电极材料。 展开更多
关键词 钴铝层状双金属氢氧化物 六边形纳米片 电极材料 比电容 高性能
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N-CNTs/NiCo-LDH复合材料的制备及电化学性能 被引量：2
10
作者 侯从聪 王惠颖 +3 位作者 李婷婷 张志明 常春蕊 安立宝 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期241-248,共8页
通过高温碳化聚吡咯纳米管制备了氮掺杂碳纳米管(N-CNTs),并采用共沉淀法将镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)原位生长在N-CNTs上,制备出具有三维互联网状结构的N-CNTs/NiCo-LDH复合材料.研究了镍钴摩尔比对N-CNTs/NiCo-LDH复合材料形貌结... 通过高温碳化聚吡咯纳米管制备了氮掺杂碳纳米管(N-CNTs),并采用共沉淀法将镍钴层状双氢氧化物(NiCo-LDH)原位生长在N-CNTs上,制备出具有三维互联网状结构的N-CNTs/NiCo-LDH复合材料.研究了镍钴摩尔比对N-CNTs/NiCo-LDH复合材料形貌结构和电化学性能的影响.结果表明,当镍钴摩尔比为1∶2时,N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH具有最佳的电化学性能.在1 A/g电流密度下,其比电容可达1311.8 F/g;当电流密度为10 A/g时,电容保持率高达88.3%,展现出优异的倍率性;在经过2500次循环后,电容保持率仍可达76.4%,具有良好的循环稳定性.由N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH与活性炭(AC)电极所构建的N-CNTs/Ni_(1)Co_(2)-LDH//AC水系混合型超级电容器,在750 W/kg功率密度下,具有27.19 W·h/kg的高能量密度. 展开更多
关键词 氮掺杂碳纳米管 镍钴层状双氢氧化物 电极材料 电化学性能 超级电容器
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