泡沫鎳-金屬氧化物復合電極的制備及其電化學性能的研究.pdf

1、電池相對于超級電容器而言具有較低的功率密度導致使用壽命低，從而產生大量含有多種重金屬的廢舊電池，對環境危害極大。電極作為超級電容器和電化學檢測重金屬離子的核心部件，不同的電極材料對電化學性能的驅動力不盡相同。本文研究了三維結構材料泡沫鎳作為載體和集流體，通過水熱合成法在泡沫鎳基底上合成二元金屬氧化物，構造自支撐復合電極。一方面，可以有效地解決電池低功率密度的問題，另一方面也可應用于重金屬離子檢測。
　　本研究主要內容包括：⑴三維泡

2、沫鎳表面水熱合成鈷錳氧化物，構造自支撐復合電極，并對復合材料的微觀形貌和結構特征進行表征。在三電極體系中，研究復合電極交流阻抗及循環伏安特性，測試其恒流充放電性能和循環穩定性(1000次)，計算得出1 A/g電流密度下的比容量為803.7 F/g，表現出優異的超級電容器性能；研究了該復合電極對Hg2+和Pb2+的電化學響應：在HAc-NaAc緩沖溶液中，pH值為4，當重金屬離子濃度為0.5~4μM時，方波溶出伏安法測得的檢測限分別是3.

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

4、5~4.5μM時，Cd2+、Pb2+、Cu2+和Hg2+的檢測限分別是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，檢測限分別為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，檢測限是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