2 实验部分
2。1 试剂与器材
活性深蓝M-2GE,KMnO4,无水Na2SO4,无水乙醇,去离子水,70%(w/w)水合肼。1×10cm2铂网。所用试剂均为分析纯。
2。2 Mn3O4的合成
0。05M 50ml活性深蓝M-2GE,加1。5000g KMnO4,加水50ml,超声溶解KMnO4,边搅拌边滴加70%水合肼,直到KMnO4完全褪色,将沉淀过滤,用水反复洗涤,再用无水乙醇反复洗涤,将制得样品100℃干燥24h。文献综述
2。3 仪器
采用CHI660e化学工作站(CHI, USA)进行电化学试验,三电极系统:直径0。5cm石墨棒电极为对电极,银电极(Ag/AgCl,3M KCl)为参比电极。工作电极用制备的样品与炭黑及PTFE按80:10:10用乙醇碾磨成泥浆,用100℃烘干的已知质量的铂网吸附电活性物质,100℃烘干后称重,计算电极活性物质质量。扫面电镜图(SEM)采用Guanwta FEC 450扫描电镜(美国FEI公司)测定。X-射线粉末衍射(XRD)采用Switzerland ARL/X/TRA X射线衍射仪。采用SA3100比表面及孔径分析(美国)测定表面及孔径。LANd-CT2001A电池测定仪(武汉兰德)测定电容器循环。TGA/SDTA 85le 热重分析仪测定活性深蓝M-2GE@Mn3O4吸附量。
3 结果与讨论
3。1 热重及比表面、孔径分布
图1为活性深蓝M-2GE@Mn3O4热重分析曲线(TG)及差示扫描量热分析曲线(DSC),从图中可以看出温度为600℃,有机物分解达到最大,当温度升至800℃,M-2GE@Mn3O4失重约5。3%,表明有5。3%为活性深蓝M-2GE被Mn3O4吸附。
图2 吸、脱附等温线和孔径分布曲线
活性深蓝M-2GE@Mn3O4的吸、脱附等温线和孔径分布曲线见图3,按照IUPAC的分类标准,此等温线归属为第1V类型,说明制备材料为介孔材料。在P/Po大于0.8时有非常明显的滞后环,在高压吸附段没有达到吸附平台,表明样品中有颗粒堆积的形成的大孔。通过Brunauer-Emmett-Teller(BET)方程计算,M-2GE@Mn3O4的比表面积为70。0 m²/g,。 图3的内插图是采用Barret-Joyner-Halenda (BJH)方法计算得到的孔径分布曲线,BJH计算表明其孔径分布峰值主要在45。5及108。0 nm。这种包含介孔和大孔的多峰分布结构有利于电解液和活性材料的充分接触。
图3 吸、脱附等温线和孔径分布曲线
3。2 及Mn3O4 @ 电镜分析
图4和图5分别为活性深蓝M-2GE@Mn3O4的扫描电镜图(SEM)及元素能谱分析图(EDS),从图中可以看出M-2GE@Mn3O4为片状结构,表面有纳米颗粒存在;EDS元素分析表明M-2GE@Mn3O4 有大量Mn、O、S、N元素存在,说明Mn3O4吸附了活性深蓝。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
图3 活性深蓝M-2GE@Mn3O4 的SEM及EDS
3。3活性深蓝M-2GE@Mn3O4的XRD
活性深蓝M-2GE@@ Mn3O4 的XRD图见图4,从图4可以看出位于17。9o, 29。4o, 32。7o, 36。2o, 38。5o, 44。8o, 51。8o, 54 。1o, 56。4o, 58。7o, 60。8o和 65。4o 的峰可以归于 (101), (112), (103), (211) (004), (220), (105), (312), (303), (224), and (400)晶面。根据Scherrer公式计算晶粒直径:
Dhkl=kλ/βcosθ
式中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer常数(通常为0。89),λ为入射X射线波长(Cu ka 波长为0。154062 nm),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。Dhkl计算结果为~32nm。