泡沫鎳-金屬氧化物復(fù)合電極的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、電池相對(duì)于超級(jí)電容器而言具有較低的功率密度導(dǎo)致使用壽命低，從而產(chǎn)生大量含有多種重金屬的廢舊電池，對(duì)環(huán)境危害極大。電極作為超級(jí)電容器和電化學(xué)檢測(cè)重金屬離子的核心部件，不同的電極材料對(duì)電化學(xué)性能的驅(qū)動(dòng)力不盡相同。本文研究了三維結(jié)構(gòu)材料泡沫鎳作為載體和集流體，通過(guò)水熱合成法在泡沫鎳基底上合成二元金屬氧化物，構(gòu)造自支撐復(fù)合電極。一方面，可以有效地解決電池低功率密度的問(wèn)題，另一方面也可應(yīng)用于重金屬離子檢測(cè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴三維泡

2、沫鎳表面水熱合成鈷錳氧化物，構(gòu)造自支撐復(fù)合電極，并對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行表征。在三電極體系中，研究復(fù)合電極交流阻抗及循環(huán)伏安特性，測(cè)試其恒流充放電性能和循環(huán)穩(wěn)定性(1000次)，計(jì)算得出1 A/g電流密度下的比容量為803.7 F/g，表現(xiàn)出優(yōu)異的超級(jí)電容器性能；研究了該復(fù)合電極對(duì)Hg2+和Pb2+的電化學(xué)響應(yīng)：在HAc-NaAc緩沖溶液中，pH值為4，當(dāng)重金屬離子濃度為0.5~4μM時(shí)，方波溶出伏安法測(cè)得的檢測(cè)限分別是3.

3、60×10-4μM和3.76×10-4μM，并研究分析樣品的加標(biāo)回收率。⑵將鈷酸鎳負(fù)載在泡沫鎳表面，構(gòu)造自支撐復(fù)合電極并分析表面微觀形貌和結(jié)構(gòu)。分別研究了復(fù)合電極的充放電性能、交流阻抗、循環(huán)穩(wěn)定性和電容保持率，并得出1A/g下的比容量為566 F/g，結(jié)果說(shuō)明自支撐復(fù)合電極具有優(yōu)良的電化學(xué)性能；通過(guò)方波溶出伏安法研究分析自支撐復(fù)合電極對(duì) Cd2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+的電化學(xué)響應(yīng)。在 pH=7的PBS緩沖溶液中，濃度范圍為3.2

4、5~4.5μM時(shí)，Cd2+、Pb2+、Cu2+和Hg2+的檢測(cè)限分別是1.40×10-4、1.46×10-4、2.40×10-4和1.56×10-4μM；濃度范圍為0.625~2.625μM時(shí)，檢測(cè)限分別為6.16×10-4、4.30×10-4、2.94×10-4和1.50×10-4μM；在濃度范圍為0.025~0.25μM時(shí)，檢測(cè)限是0.36×10-4、0.30×10-4、0.49×10-4和0.48×10-4μM，并研究分析樣品的回