碳電極功能化處理及納米二氧化錳電化學(xué)沉積.pdf

1、二氧化錳(MnO2)是一種重要的氧化物，其儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境友好，具有放電窗口寬、比容量大等顯著優(yōu)點(diǎn)，是很有潛力的超級(jí)電容器電極材料。電極集流體對(duì)電極材料充分發(fā)揮性能至關(guān)重要。本文在H2SO4溶液中對(duì)碳布集流體(Carbon Cloth，CC)進(jìn)行功能化處理。首先利用電位下限為0V(vs.SCE)的循環(huán)伏安(CV)掃描電化學(xué)處理CC，制備了功能化碳布(Functional Carbon Cloth，F(xiàn)CC)，研究了CV掃描電位上

2、限對(duì)碳布功能化的影響。然后負(fù)移電位下限，在電位上限為2.5V的范圍內(nèi)CV掃描，電化學(xué)處理CC，制備了還原功能化碳布(Reduced Functional Carbon Cloth，RFCC)，研究了CV掃描電位下限對(duì)碳布功能化的影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、接觸角測(cè)試測(cè)試(Contact angle)和CV測(cè)試等手段研究了功能化處理對(duì)碳電極形貌、親水性和電化學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)功能化對(duì)形貌無(wú)明顯影響，但可顯著改善電極的親水性和電化學(xué)

3、性能。
　　以RFCC為電極基底，進(jìn)行了納米二氧化錳的電化學(xué)沉積，研究了溶液組成對(duì)二氧化錳電化學(xué)沉積的影響，制備了MnO2/RFCC和N-MnO2/RFCC。通過(guò)SEM、X射線衍射(XRD)研究MnO2/RFCC和N-MnO2/RFCC的形貌和晶型。發(fā)現(xiàn)在還原功能化處理的碳布表面沉積的二氧化錳以納米粒子形式存在，電化學(xué)沉積體系加入(NH4)2SO4有助于減小納米粒子的尺寸。在含0.125MMnSO4的0.25MNaAc溶液及含0.

4、125M MnSO4和0.125M(NH4)2SO4的0.25MNaAc混合溶液中，CC、FCC和RFCC上沉積的二氧化錳均以具有1×1和2×2隧道結(jié)構(gòu)的α-MnO2的形式存在。采用CV、恒電流充放電(CP)研究了二氧化錳的電容性能。在1A/g的電流密度下，N-MnO2/RFCC的比電容達(dá)450F/g，而MnO2/RFCC、N-MnO2/CC和MnO2/CC的比電容儀為345.5、323.5和273.3F/g。當(dāng)電流密度由1A/g擴(kuò)大2