氧化铋掺杂二氧化锰、活性炭复合电极.pdf

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1、第５９卷第２期化工学报Ｖｏｌ．５９Ｎｏ．２２００８年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｃｈｉｎａ）Ｆｅｂｒｕａｒｙ２００８檭殐檭檭檭檭殐檭檭研究论文檭氧化铋掺杂纳米二氧化锰／活性炭复合电极檭殐檭檭檭檭殐檭李生娟，王树林，徐波，高慧峰（上海理工大学动力工程学院，上海２０００９３）摘要：首次应用机械振动研磨法在室温条件制备纳米活性炭电极材料，经过３０ｍｉｎ研磨后，得到了粒度分布在３０～５０ｎｍ之间的纳米活性炭（ｎｍＡＣ），研究表明，这种纳米活性炭的结晶性得到了明显增强和改善，且孔径分布更趋于合理。并用溶胶凝胶方法合成了掺杂氧化铋的纳米

2、二氧化锰（ｎｍＢｉＭｎＯ２），将其与制备的纳米活性炭制成超级电容器所需的复合电极材料。与１０％二氧化锰复合的纳米活性炭电极具有最佳的充放电性能，尤其是在掺杂氧化铋的情况下比电容能量达到３０８Ｆ·ｇ－１，且随着电流增大没有显著的衰减。与此同时，用机械振动研磨法将二氧化锰与活性炭的混合物进行研磨改性，电化学分析表明，经机械振动研磨改性的二氧化锰的比电容相对较大，具有进一步提高电极材料性能的潜力。关键词：纳米活性炭；振动研磨；氧化铋掺杂纳米二氧化锰；溶胶凝胶法中图分类号：ＴＭ５３文献标识码：Ａ文章编号：０４３８－１１５７（２００８）０２－０５１４－０６犖犪狀狅犫犻狊犿狌狋犺狅狓犻犱

3、犲犱狅狆犲犱犕狀犗２／狀犪狀狅犪犮狋犻狏犲犱犮犪狉犫狅狀犪狊犮狅犿狆狅狊犻狋犲犲犾犲犮狋狉狅犱犲犿犪狋犲狉犻犪犾狊犔犐犛犺犲狀犵犼狌犪狀，犠犃犖犌犛犺狌犾犻狀，犡犝犅狅，犌犃犗犎狌犻犳犲狀犵（犛犮犺狅狅犾狅犳犘狅狑犲狉犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犺犪狀犵犺犪犻犳狅狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犛犺犪狀犵犺犪犻２０００９３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｎａｎｏａｃｔｉｖｅｄｃａｒｂｏｎ（ｎｍＡＣ）ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｒｏｌｌｅｒｖｉ

4、ｂｒａｔｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇｃｏｕｌｄｏｂｔａｉｎｎｍＡＣｏｆ３０—５０ｎｍ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆｐｒｅｐａｒｅｄｎｍＡＣ．ＮａｎｏｂｉｓｍｕｔｈｏｘｉｄｅｄｏｐｅｄＭｎＯ２ｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ．Ｍｉｘｉｎｇｍａｎｇａ

5、ｎｅｓｅｄｉｏｘｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｎｍＡＣａｔａｎｏｐｔｉｍｕｍｗｅｉｇｈｔｒａｔｉｏ（１０％）ｍｉｇｈｔｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆｎｍＡＣｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｍｉｘｅｄＭｎＯ２／ａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇ．Ｔｈｅｎａｎｏａｃｔｉｖｅｄｃａｒｂｏｎ／ＭｎＯ２ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ．

6、犓犲狔狑狅狉犱狊：ｎａｎｏａｃｔｉｖｅｄｃａｒｂｏｎ；ｒｏｌｌｅｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｉｌｌｉｎｇ；ｎａｎｏｂｉｓｍｕｔｈｏｘｉｄｅｄｏｐｅｄＭｎＯ２；ｓｏｌｇｅｌｍｅｔｈｏｄ［１４］电解电容器和电池两者的优点，现已在清洁电引言源为动力的电动汽车领域得到很好应用。目前，电电化学电容器（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ）又化学电容器所用电极材料以高比表面积的多孔炭基称为超级电容器（ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ），兼有传统物理材料［包括活性炭（ＡＣ）、碳纳米管（ＣＮＴ）等］２００７－０３－２９收到初稿，２００７－０６－１９收到修改稿。犚犲犮犲犻狏犲犱犱犪狋犲：２０

7、０７－０３－２９．联系人及第一作者：李生娟（１９７５—），女，博士研究生。犆狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵犪狌狋犺狅狉：ＬＩＳｈｅｎｇｊｕａｎ．犈－犿犪犻犾：ｌｓｊｍｏｏｎ＠基金项目：上海市纳米专项（０５ｎｍ０５０２７）；上海市教委ｃｉｔｉｚ．ｎｅｔ（０５ＥＥ０９）。犉狅狌狀犱犪狋犻狅狀犻狋犲犿：ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＳｈａｎｇｈａｉＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｐｅｃｉａｌＦｕｎｄ（０５ｎｍ０５０２７）ａｎｄＳｈａｎｇｈａｉＥｄｕｃａｔｉｏｎＦｕｎｄ（０５ＥＥ