【摘 要】
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碳微纳米材料如碳纳米管、石墨烯等由于其独特结构而具有优异的电学和化学性质,在复合材料、纳电子器件、储能应用等方面具有广阔应用前景。目前如何大规模可控制备微纳米碳材料并对其结构和性能实现精确调控仍然面临着巨大的挑战。超级电容器作为新型电化学储能器件,具有功率密度高、充放电快、循环寿命长等优点,但其能量密度较低。与传统多孔碳材料相比,石墨烯和碳纳米管具有优异的导电性、较大比表面积和极佳柔韧性,是优秀的
【机 构】
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南京大学化学化工学院,江苏省南京市汉口路22号,210093 南京大学化学化工学院,江苏省南京市汉
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碳微纳米材料如碳纳米管、石墨烯等由于其独特结构而具有优异的电学和化学性质,在复合材料、纳电子器件、储能应用等方面具有广阔应用前景。目前如何大规模可控制备微纳米碳材料并对其结构和性能实现精确调控仍然面临着巨大的挑战。超级电容器作为新型电化学储能器件,具有功率密度高、充放电快、循环寿命长等优点,但其能量密度较低。与传统多孔碳材料相比,石墨烯和碳纳米管具有优异的导电性、较大比表面积和极佳柔韧性,是优秀的电极材料,并且能与MnO2等过渡金属氧化物(MOx)活性材料复合以获得赝电容容积并防止自团聚,可大幅提高超级电容器的性能。本研究团队多年来一直在碳微纳米材料的可控制备和性能调控领域开展研究,取得了一定的科研成果[1-5]。近年来本研究团队在碳微纳米材料超级电容方面也取得了一系列进展[6-11],采用经过适当修饰的碳纳米管和石墨烯纳米片与MnO2等组装成具有高比表面和孔隙率、良好电荷传输特性的复合电极,构筑高能量密度的柔性超级电容器。
其他文献
此前的研究表明O2分子化学吸附在Ag(110)表面的四原子中心位置上[1].因很强的分子—表面杂化,O2分子经电荷转移后形成O22-,其2 μB的磁矩被完全压制,不表现出磁性.最近,随着低温原位沉积技术的发展,O2分子可以原位沉积到低温(5K)Ag(110),制备出在该表面上“物理吸附”的O2分子.第一性原理计算结果表明,分子吸附在表面的长桥位,表现出一个1 μB的磁性,即O2-,其自旋密度如图所
在表面上合成共价有机网格(COF)引起了人们的广泛兴趣,因为这种结构将自组装中的分子间弱相互作用转化为坚固的共价键作用,使体系更加稳定.通过自下而上的方法构建高度有序的二维COF是纳米科技领域的主要挑战之一[1-2].我们利用芳香醛和芳香胺的共聚合反应,通过室温下的固液界面反应以及在低压下加热的方法在HOPG上制备了高度有序的、高覆盖度的表面共价有机网格,单晶区域可达到1 μm2.变换芳香胺的骨架
As a strong electron acceptor 11,11,12,12-tetracyanonaptho-2,6-quinodimethane(TNAP)is attractive for synthesising molecular charge transfer compounds.As a preparatory step we have studied the rich pha
SrTiO3作为光催化分解水较好的材料已被广泛研究,但其 3.2eV的宽带隙很大地限制了可见光的吸收.基于“极化灾难”机制的SrTiO3/LaAlO3(001)(STO/LAO)界面,我们设计一种既包含n型又包含p型界面的“三明治”结构SrTiO3/LaAlO3/SrTiO3(001)异质结.由于LAO(001)内部存在的本征电场随层数而增加,我们可以通过改变LAO的厚度来调节两边STO的能带位置
固体表面的分子自组装薄膜是自下而上构筑表面周期性纳米结构的重要方法,也是对表面性质进行调控的有效途径。然而,由于自组装过程中分子间相互作用力较弱,所以自组装薄膜通常具有较差的热稳定性,这大大阻碍了其广泛应用。除了构建具有共价键结合的自组装薄膜的方法外,我们发现通过在表面进行分子吸附,也可以有效提高自组装薄膜的热稳定性。我们利用超高真空扫描隧道显微镜(STM)研究了三聚氰胺分子在 Au(111)表面
二氧化钛是一种备受关注的光催化材料,甲醛是一种常见的剧毒有机气体.研究甲醛的转化对环境保护和能源开发有重要意义.我们的工作讨论了甲醛在二氧化钛光催化分解的反应机理.实验确认了甲醛在无氧缺陷的二氧化钛金红石(110)面光催化分解产生一氧化碳,我们采用第一性原理计算的方法,系统地研究了甲醛在二氧化钛金红石(110)面的吸附行为和分解产生一氧化碳的反应路径.甲醛在该表面有三种典型的吸附构型,其中双配位吸
含过渡金属元素的配位离子液体具有独特的磁性,光学性质,催化性能[1],已经引起了科研者极大的兴趣。本文以二乙醇胺及衍生物为配体,通过一步法制备了六种含有不同阴离子的以锌为中心离子的配位离子液体,采用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对其结构进行了表征。结果表明,金属中心优先与配体中的羟基进行配位。同时对新型离子液体物理化学性质(热性质、密度、折射率、粘度、电导率)进行了详细研究:在室温下,化
甲醇在 TiO2光催化分解水以及有机物降解和生物质转化等方面都起到重要的作用,因此,它在 TiO2表面的化学与光化学性质一直是研究热点问题[1]。我们利用独立设计的一台基于高灵敏度质谱程序升温脱附谱(TPD)探测的表面光化学动力学装置,通过 TOF 以及 TPD 等方法对甲醇分子在 TiO2(110)单晶表面的光化学反应进行了详细的研究,清楚的探测到了甲醇的光解产物[2],并对其逐步解离机理进行了
银作为催化剂被广泛地应用在工业上乙烯和甲醇的氧化。许多人对银催化剂进行了广泛的研究。而负载在衬底上的银纳米颗粒催化剂,由于其高的转化效率和选择性,受到了广泛的关注。催化反应机理的理解对我们提高催化剂性能具有重要的指导意义。但是催化剂的研究受限于实际催化过程的复杂性。为此,人们提出了一些催化模型来简化这个过程,从而可以详尽地研究催化剂的特定方面,并且取得了巨大的成功。我们通过降低催化颗粒尺寸到只有特
本文首次报道了一种采用简单的纳米氧化镁模板协同氢氧化钾活化直接由煤沥青合成三维中空多孔石墨烯球的方法.这种三维石墨烯球的薄的球形壳上含有比例均衡的大孔、中孔和微孔,其比表面积较高.将这种石墨烯球作为超级电容器的电极,在0.05 Ag-1的电流密度下,其比容达321 Fg-1;而在20 Ag-1的电流密度下,其比容仍然保持为244 Fg-1,显示了很好的速率性能;1000次循环充放电后,其容量保持率