郑州合众仪器有限公司
主营产品：水热合成反应釜，水热反应釜，不锈钢水热合成反应釜系列，电化学工作站,循环水真空泵，溶解氧测试仪系列，电热鼓风干燥箱，蒸发仪，玻璃反应釜，低温泵，低温反映浴槽 产品分类 友情连接 CS350电化学工作站价格
CS350电化学工作站价格
郑州合众仪器有限公司
产品型号：
CS350 所在地：
河南 产品描述: 欢迎光临郑州合众仪器有限公司，公司生产水热合成反应釜，高压（300-500度）实验室反应釜，水热合成釜,水热反应釜、不锈钢反应釜、玻璃反应釜，旋转蒸发器，电化学工作站等系列产品。应用领域 1）研究电化学机理；物质的定性定量分析； 2）常规电化学测试，包括电合成、电镀和电池性能评价; 3）功能和能源材料的机理和制备研究； 4）缓蚀剂、水质稳定剂、涂层以及阴极保护效率快速评价以及氢渗测试等； 5）金属材料在导电性介质（包括水/混凝土等环境）中的腐蚀电化学测试。
CS350电化学工作站/电化学测试系统 的详细介绍： CS350电化学工作站/电化学测试系统
硬件参数指标：
恒电位仪电位控制范围： lusm 10V
电流控制范围： lusm 2.0A
电位控制精度：0.1%&time 满量程读数 lusm 1mV
电流控制精度：0.1%&time 满量程读数
电位分辨率：10uV(100Hz), 2uV(10Hz)
电流分辨率：10pA
电位上升时间：﹤1uS(10mA), 10uS(2A)
辅助数据采集24位@10KHz ,20bit@1KHz
参比电极输入阻抗：10
欧姆||20pF
电流量程 2A～200nA, 共8档
槽压：21V
CV 和LSV扫描速度：0.01～20000mV/s
CA和CC脉冲宽度：0.0001～1000s
电位扫描时电位增量：0.1mV@1V/mS
SWV频率：0.001～100KHz
DPV和NPV脉冲宽度：0.0001～1000s
AD数据采集：16位@1MHz，24bit @100Hz
CV的最小电位增量：0.075mV
电位和电流测量低通滤波器
电流与电位量程：自动设置
阻抗测量指标：
信号发生器
频率响应：10Hz~115KHz
交流信号幅值：0mV~2500mV
直流偏压：-10~+10V
DDS输出阻抗：50欧姆
波形：正弦波，三角波，方波
正弦波失真：1%
扫描方式：对数/线性，增加/下降
最大负载电容：1nF；最大负载电感：10uH
信号分析器
积分时间：最小值：10mS 或者一个循环的最长时间
最大值：10
个循环或者10
测量时间延迟：0~10
直流偏置补偿
电位自动补偿范围：-10V~+10V
电流补偿范围：-1A~+1A
带宽调整(Bandwidth)：自动或手动设置，共8级可调
测量与控制软件主要功能
开路电位-时间曲线（OCPT）
恒电位法（计时电流法, CA）
恒电流法（计时电位法, CP）
多电位阶跃（VSTEP）
多电流阶跃（ISTEP）
动电位扫描（极化曲线）
线性极化（LPR）
钝化回扫曲线（按击穿电流回扫）
动电流扫描
任意恒电位方波
任意恒电流方波
恒电流仪
循环伏安法（CV）
阶梯伏安法（SCV）
差分脉冲伏安法（DPV）
常规脉冲伏安法（NPV）
方波伏安法（SWV）
交流伏安法（ACV）
溶出伏安法
常规差分脉冲伏安法（DNPV）
电化学阻抗
电化学噪声测量
电偶腐蚀测量
氢渗透监测
腐蚀速率计算
主要特点
1）输出电流大，槽压高，可用于高阻（涂料）体系的电化学测量；
2）具有较强的腐蚀电化学测量分析能力；
3）交流阻抗测量具有频率扫描和时间扫描两种模式。
仪器介绍
（电化学测试系统）是集电化学分析方法和电化学测试方法于一体的电化学通用仪器，能完成循环伏安、阶梯伏安、脉冲伏安、溶出伏安等电化学分析方法；还可以完成恒电流（位）极化、动电位（流）扫描、任意恒电流（位）方波，多恒电流（位）阶跃、电化学噪声（电偶电流）、电化学阻抗（EIS）等电化学测试等功能，还可以进行线性扫描循环伏安（CV）、阶梯波循环伏安（SCV）、方波循环伏安（SWV）、 差分脉冲伏安（DPV）和常规脉冲伏安（NPV）以及差分常规脉冲伏安（DNPV）等电分析方法。测试系统控制与数据处理软件是基于Windows98/2000/XP操作系统的，用户界面遵守Windows软件的设计规则，容易***和使用。系统软件为方便使用者提供了强大的功能，包括文件管理、全面的实验控制、灵活的图形显示、方便的图形放大和还原、多种数据处理功能、数据的存贮与打印等。系统软件具有良好的用户界面，命令行参数所用的电化学理论和方法都尽可能采用最为通用的电化学方面的术语，全中文菜单和界面，更方便地为教学和科研服务。
CorrTest
电化学工作站拥有CS系列产品（CS120，CS150，CS300，CS330，CS350，CS360），可用于较大电流和较高槽压的电化学测量和应用，例如电池、电分析、腐蚀、电解、电镀等。仪器由数字信号发生器（DDS）和直接数据存储器（DMA）和恒电位仪/恒电流仪组成，电流/电位同步数据采集。仪器的电流输出范围为 lusm 2A，槽压为 lusm 21V。电压控制范围： lusm 10V；电流控制范围： lusm 2.0A；电流测量下限低于10pA。
CorrTest
电化学工作站采用恒电流阶跃直接测量高阻体系介质电阻（如混凝土或涂层等介质电阻），可对溶液电阻进行实时或软件补偿；可对测试曲线进行数字平滑，能对极化曲线进行电化学参数解析，可计算极化电阻Rp值，Tafel斜率ba，bc值，交换电流密度icorr，腐蚀速率,还可计算统计噪声电阻Rn，并可将图形以矢量方式拷贝到Microsoft Word 97/2000文档中。CorrTest
电化学工作站采用USB或RS232串行口与计算机通讯，设备***简单，即插即用。
外形尺寸：36.5cm(宽)x30.5cm(深)x16cm(高)
仪器重量：6.5Kg
应用领域
1）研究电化学机理；物质的定性定量分析；
2）常规电化学测试，包括电合成、电镀和电池性能评价;
3）功能和能源材料的机理和制备研究；
4）缓蚀剂、水质稳定剂、涂层以及阴极保护效率快速评价以及氢渗测试等；
5）金属材料在导电性介质（包括水/混凝土等环境）中的腐蚀电化学测试。
系统配置
每套工作站包括：
1) 仪器主机一台；
2) 白金电极、参比电极、工作电极及专用电解池各一支（套）；
3) 模拟电解池一个；
4) USB数据线一条；
5) 噪声测量专用电缆线一条；
6) CorrTest
测试与分析软件CD一张。
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设计制作0 NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究曾 俊刘亚菲胡中华程庚金生赵国华同济大学化学系上海200092摘 要: 为提高普通活性炭材料的电化学性能用NiNO32溶液浸渍法和高温热解对活性炭进行改性处理。分别采用氮气吸附法、SEM、XPS等方法分析研究改性炭材料的比表面积、孔结构、形貌和组成用循环伏安、恒流充放电等电化学方法研究改性活性炭电极构成的电化学电容器性能。结果表明由NiNO32热解产生的NiO有准电容效应与活性炭原有的双电层电容构成了复合电容因而改性炭的电容量有明显的提高其质量比电容达到246.1F/g比原样炭的130.1F/g提高了89.2表观体积比电容和面积比电容分别高达169.7F/cm3和30.1LF/cm2均显著优于普通炭材料。关键词: 活性炭电化学电容器准电容氧化镍中图分类号: O64文献标识码:A文章编号:100129731200701201052041 引 言电化学电容器electrochemicalcapacitor是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。具有比传统电容器更高的比容量比电池更高的比功率、可瞬间释放特大电流、充电时间短、充电效率高等特点。在信息技术、电动汽车和国防科技等方面有广泛的应用前景13。按储能原理分为双电层电容器和赝电容器。20世纪70年代以来各种使用活性炭作为电极材料的/双电层0电化学电容器得到了广泛研究4。但活性炭材料的比容量一般在200F/g以下限制了电化学电容器的应用。近年来对借助于活性物质表面法拉第反应而产生的/准电容0进行能量储存的研究引起了科研人员的注意。T.R.Jow等人使用胶溶法制备的含水无定型氧化钌比容量高达750F/g以上5但是RuO2材料的价格昂贵且金属钌对环境有污染。因此降低成本、使用无污染物质、提高性能是电极材料研究的热点。王晓峰等6用碳纳米管与氧化镍制得复合电极单电极比电容量达到210F/g冯杨柳等7用纳米MnO2粉体作电极测得电极比电容量为150.4F/g上述方法都取得了一定效果但工艺较复杂成本仍较高因而用普通炭材料、简单的工艺研制高性能的电极材料不失为一个有利用推广应用的研究方向。本文以NiNO32溶液为改性试剂采用浸渍和高温热解方法改性处理普通活性炭以提高活性炭材料的电化学性能并把它们作为电极材料用于电化学电容器。用恒流充放电、循环伏安等方法测试改性活性炭电极材料构成的电化学电容器性能对电化学电容器的实际应用具有一定的参考价值。2 实 验2.1 实验原料椰壳活性炭太原活性炭厂、聚四氟乙烯乳液PTFE、试剂石墨粉和聚丙烯薄膜为商业产品NiNO326H2O、KOH、HNO3、盐酸、无水乙醇等化学品均为分析纯试剂。2.2 实验方法2.2.1 活性炭改性与表征准确称取NiNO326H2O配制浓度为1、2、5、10溶液。各取100ml加入1g活性炭180目室温下浸渍24h搅拌至少8h过滤后于120e干燥将干燥后的样品放入管式炉CARBOLITECTF12/75/700英国中在氮气保护下以10e/min的升温速率升到500e恒温2h冷却后取出放入干燥器内备用。用自动吸附仪TRISTAR3000MICROMERIT2ICS测定活性炭BET比表面积孔结构分布。用扫描电子显微镜Phili XL230ESEM分析炭材料表观结构。用X射线电子能谱仪Microlab310F英国VGScientific公司分析改性活性炭元素构成及价态。2.2.2 炭电极制作及电化学电容器的组装按mACBmPTFEBmG8B1B1比例加入石墨和60聚四氟乙烯乳液混合均匀、制成厚度为0.2mm直径为1.5cm的圆形电极片烘干后压到相同大小的圆形泡沫镍集流体上。将压制后的电极片浸渍在电解液中24h。以聚丙烯薄膜为隔膜6mol/LKOH为电解液组装成电化学电容器。2.2.3 电容器的性能测试使用电化学工作站CHI660美国、力兴PCBT210028D型电池测试仪测定电容器性能。测试之前以小电流做活化处理使电极表面的电荷排列有序。105曾 俊等:NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究基金项目:国家自然科学基金资助项目50472089收到初稿日期:2006206220收到修改稿日期:2006210213 通讯作者:胡中华作者简介:曾 俊 1981-男安徽和县人在读硕士师承胡中华教授从事电化学电容器研究。炭材料的比电容计算公式8为:Cp4itm*** 式中Cp为单个电极的质量比容量F/gi、t、V分别表示放电过程中的电流、时间差和电位差。m为双电极质量和gA为电极活性物质的质量分数。炭材料的电极体积比电容:CvCpQ 面积比电容:CsCp/SBET 式中Q为炭的密度SBET为炭的比表面积。3 结果与讨论3.1 活性炭孔隙率和比表面积由活性炭氮气吸附2脱附等温线计算活性炭的比表面积、微孔、中孔孔容以及孔径分布。表1列出了原活性炭AC20和改性炭AC21、AC22分别用2、5硝酸镍改性比表面积和孔结构参数。表1 活性炭材料的比表面积和孔结构参数Table1Specificsurfaceareaandporosityparametersofactivatedcarbo 样品比表面积m2/g微孔m2/g中孔cm3/g总数cm3/g平均孔径nmAC20806210.3750.4122.04AC21786200.3580.3972.02AC22743170.3380.3712.00 由表1看出改性活性炭比表面积、孔径、孔容随着改性试剂NiNO32浓度增加略有下降。如BET比表面积从AC20的806m2/g变为AC21的786m2/g和AC22的743m2/g分别下降了2.5和7.8总孔容从0.412m3/g变为0.397和0.371m3/g分别下降了3.6和10.0。但中孔比表面积和平均孔径变化不明显平均孔径略有下降微孔率微孔孔容/总孔容100都在91左右说明改性前后孔结构性质基本相同都是高微孔率材料。图1显示了用BJH法得到孔径分布图。图1 改性前后活性炭样品孔径分布Fig1Poresizedistributionofmodifiedandoriginalactivatedcarbon 大部分孔容的孔径4nm的孔较少说明他们的孔径主要分布在微孔上限和小中孔区间IUPAC定义:微孔50nm。孔径分布得到的结论与表1计算结果完全一致。这些结果表明NiNO32溶液浸渍及随后的热解改性处理导致活性炭比表面积、孔径、孔容下降及孔径分布的变化下降幅度随着NiNO32浓度增加而增加。这是因为活性炭吸附的NiNO32在高温下******产物附着在炭表面或孔道中因而降低了比表面积及孔容。3.2 改性活性炭表观结构与组成图2是活性炭改性前后扫描电镜图。原样炭表面整洁除细小的炭微粒没有发现其它物质而改性活性炭表面有明显松散物质存在颗粒大小大约从几十到几百纳米。改性过程中因活性炭有很强吸附能力能有效吸附溶液中的NiNO32经热解处理被吸附NiNO32***产物附着在炭材料表面所以图片上观察到的松散物质是NiNO32热解产物。图2 用NiNO32改性前后活性炭扫描电镜照片Fig2SEMpicturesofactivatedcarbo eforeandaf2termodification 为了进一步研究***产物用XPS研究分析了改性炭的元素构成及价态。结果显示改性炭与普通活性炭一样以C和O为主要成分但与普通炭不同的是在电子结合能Eb为855.7eV处有一个明显的Ni2p电子特征峰9如图3所示说明有镍的存在。Mu和Kim研究发现在氮气中NiNO32的最终***产物是NiO1011。图3 活性炭中NiO的XPS谱图Fig3X2rayphotoelectri ectroscopyofNiOinAC 本文中有同样的反应发生改性过程中活性炭吸附的NiNO32在高温下不稳定在氮气气氛中发生热***:2NiNO322NiO4NO2O2106功 能 材 料2007年第1期38卷 因而我们在电镜照片上可以看到炭表面上有NiNO32***产物NiO的聚集物。由于这些NiO的存在对活性炭的孔结构和比表面积有一定的影响但是改性炭孔结构参数和比表面积下降不明显。3.3 改性活性炭的电容特性用循环伏安法对改性活性炭电容器的电容特性进行了研究。图4是改性前后活性炭所构成电容器的3次循环伏安曲线从图4中看出原料活性炭的循环伏安曲线具有很好的重现性和可逆性构成的电容器具有较好的稳定性。在扫描电位范围内没有氧化还原峰出现说明电极电容量基本上全部由双电层电容提供。改性活性炭材料电容器循环伏安曲线同样具有很好的重现性和可逆性且有更好的对称性和更接近标准长方形的纯电容特性另外与原样炭显著不同的是有明显的氧化还原峰说明改性材料中存在的NiO虽然对炭材料的孔结构和比表面积影响不大但是对其电化学性能影响却显著。氧化还原峰对应的电化学反应式为:NiOOH-充电放电NiOOHe 活性炭比表面积高活性物质化学复合到其表面或大的孔径中使得活性物质与电解液更容易接触提高了活性物质的利用率。活性炭和活性物质紧密接触缩短了电子的传输路径从而增加了电极的导电性使传荷速度加快改性电极表现出更理想的电化学电容行为。改性活性炭构成的电容器电容量是一种复合容量即由活性炭材料的双电层电容以及NiO的法拉第赝电容两部分构成。图4 原炭样和改性活性炭电极构成的电容器循环伏安曲线Fig4Cyclicvoltammogramsofcapacitorsusingorigi2nalACandmodifiedACaselectrodes3.4 比电容量及功率特性恒流充放电法是测试电容器电极材料容量的常用方法图5是用NiNO32改性后活性炭材料AC21作电极的电容器在5mA恒电流下的充放电曲线。可以看出图中曲线呈近似等腰三角形具有很好的对称性电压随时间呈线性变化多次充放电曲线基本没有变化改性后的活性炭材料具有典型电容器充放电特性。图5 AC21活性炭电极电容器10次5mA恒流充放电曲线Fig5Co tantcurrentof5mAcharge/dischargeof10cyclesofAC21capacitor 图6是不同浓度NiNO32改性活性炭作电极的电容器恒电流5mA放电曲线根据比电容计算公式可计算出AC21质量比电容为246.1F/g比AC20的130.1F/g提高了89.2。AC20、AC21的表观密度分别为0.6854、0.6895g/cm3由体积比电容计算公式计算出活性炭改性后体积比电容也有较大程度的提高由改性前的89.3F/cm3提高到169.7F/cm3。一般认为体积比电容往往比质量比电容更有实际意义12高的体积比电容可以使电容器在相对小的体积里提供更大的能量输出因此从应用的角度考虑突出的高体积比电容使该电极材料更有应用价值。另外面积比电容也从原来的16.2LF/cm2提高到30.1LF/cm2说明改性炭材料的比表面积利用率有较大的提高。图6 不同浓度NiNO32改性活性炭电极电容器恒电流放电曲线Fig6Co tantcurrentdischargeplotsofcapacitorsusingcarbonelectrodesmodifiedwithdifferentNiNO32concentration 图7是用不同浓度NiNO32改性的活性炭材料作电极电容器的比电容随放电电流变化情况即反应了电容器的功率特性从图中看出比电容量随放电电107曾 俊等:NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究流增大有一定程度衰减但衰减幅度15mA后电容器比电容量基本不变电容器具有较好功率特性适合较大电流放电。图7 不同工作电流条件下炭材料的比电容Fig7Specificcapacitanceofactivatedcarbo asafunctionofdischargecurrent3.5 NiNO32浓度对改性炭性能的影响图7同时也显示了用不同浓度NiNO32处理的活性炭比电容随放电电流改变而变化情况用2NiNO32溶液改性的活性炭比电容最大当浓度进一步增加时改性活性炭的比电容反而有所下降这主要是因为本文中所用活性炭孔径主要分布在微孔上限和小中孔区间孔径相对较窄热解产生的NiO容易沉积在孔道中随着浸渍溶液浓度增加沉积的量会增加到一定程度时会使孔道变小甚至完全封闭孔道KOH电解液不能有效的进出孔道导致这些孔道不能有效的形成双电层储存电荷减少了双电层电容炭比表面的利用率降低同时沉积在封闭孔道中的NiO也不能有效的形成法拉第准电容因而造成了高浓度NiNO32处理的活性炭比电容反而有所减少。不过在本文中用110的NiNO32改性炭材料都明显优于原样炭说明改性是非常有效的。4 结 论本文以普通活性炭为原料用NiNO32浸渍和高温处理改性显著改善了活性炭材料电化学性能。镍盐高温处理后在活性炭表面和孔道中形成NiO在充放电时可发生可逆氧化还原反应存储电荷。因而提高了活性炭材料比电容达到了246.1F/g。比未改性时提高了89.2体积比电容和面积比电容分别高达169.7和30.1LF/cm2均明显优于普通炭材料。另外电化学研究表明改性活性炭材料充放电性能稳定功率特性好适合大电流放电。因而NiO改性活性炭是一种极具应用价值的电化学电容器电极材料。参考文献:1 FaggioliERenaPDanelVetal.J.JPowerSources199984:2612269.2 JungDYKimYHKimSWetal.J.JPowerSources2003114:3662373.3 钟海云李 荐戴艳阳等.J.电源技术2001255:3672370.4 孟庆函刘 铃宋怀河等.J.功能材料2004354:4572459.5 ZhengJPJowTR.J.JPowerSource1996621:1552159.6 王晓峰王大志梁 吉.J.无机化学学报2003192:1372141.7 冯杨柳张密林陈 野等.J.硅酸盐学报2005333:3182322.8 QuDYShiH.J.JPowerSources199874:992107.9 JohnFMWilliamFSPeterES.AReferenceBookofStandardSpectraforIdentificationandInterpretationofXPSDataM.NewYork:Perkin2Elmer2CorporationPhysicalElectronicDivision2003.7682772.10 MuJPerlmutterDD.J.ThermochimActa2003563:2532256.11 JungHKValeriIBThomasAG.J.JMaterRes2003187:161421622.12 EndoMKimYJOhtaHetal.J.Carbon200240:261322626.NiO2modifiedactivatedcarbonelectrodeforelectrochemicalcapacitorZENGJunLIUYa2feiHUZhong2huaCHENGGENGJin2shengZHAOGuo2huaDepartmentofChemistryTongjiUniversityShanghai200092ChinaA tract:InordertoimproveelectrochemicalpropertiesofactivatedcarbonACcommercialACwasmodifiedbymea ofsoakingi ickelnitratesolutionandsu equentlypyrolysis.Thenitrogenadsorptionat77KSEMandXPSwereusedtostudythesurfaceareaandporosityprofileandcompositionofmodifiedcarbo .Theper2formanceofelectrochemicalcapacitorsusingresultantcarbo aselectrodematerialswasinvestigatedbycyclicvoltammetryandco tantcurrentcharge/discharge.Theresult howedthatNiOproducedfromNiNO32de2compositionhadobviou eudo2capacitanceeffect.Thu othelectricaldoublelayercapacitanceofcarbonand eudo2capacitanceofNiOhadcontributiontothecapacitor.Asaresultthe ecificcapacitanceofmodifiedACcouldbeashighas246.1F/g89.2higherthanoforiginalcarbon.Thecorre ondingvolumeandsurface e2cificcapacityareextremelyhigh169.7F/cm3and30.1LF/cm2re ectively.Keywords:activatedcarbonelectrochemicalcapacitor eudo2capacitancenickeloxide108功 能 材 料2007年第1期38卷
NiO_改性活性炭电极电化学电容器研究
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正在处理，请稍候... 0 NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究曾 俊刘亚菲胡中华程庚金生赵国华同济大学化学系上海200092摘 要: 为提高普通活性炭材料的电化学性能用NiNO32溶液浸渍法和高温热解对活性炭进行改性处理。分别采用氮气吸附法、SEM、XPS等方法分析研究改性炭材料的比表面积、孔结构、形貌和组成用循环伏安、恒流充放电等电化学方法研究改性活性炭电极构成的电化学电容器性能。结果表明由NiNO32热解产生的NiO有准电容效应与活性炭原有的双电层电容构成了复合电容因而改性炭的电容量有明显的提高其质量比电容达到246.1F/g比原样炭的130.1F/g提高了89.2表观体积比电容和面积比电容分别高达169.7F/cm3和30.1LF/cm2均显著优于普通炭材料。关键词: 活性炭电化学电容器准电容氧化镍中图分类号: O64文献标识码:A文章编号:100129731200701201052041 引 言电化学电容器electrochemicalcapacitor是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。具有比传统电容器更高的比容量比电池更高的比功率、可瞬间释放特大电流、充电时间短、充电效率高等特点。在信息技术、电动汽车和国防科技等方面有广泛的应用前景13。按储能原理分为双电层电容器和赝电容器。20世纪70年代以来各种使用活性炭作为电极材料的/双电层0电化学电容器得到了广泛研究4。但活性炭材料的比容量一般在200F/g以下限制了电化学电容器的应用。近年来对借助于活性物质表面法拉第反应而产生的/准电容0进行能量储存的研究引起了科研人员的注意。T.R.Jow等人使用胶溶法制备的含水无定型氧化钌比容量高达750F/g以上5但是RuO2材料的价格昂贵且金属钌对环境有污染。因此降低成本、使用无污染物质、提高性能是电极材料研究的热点。王晓峰等6用碳纳米管与氧化镍制得复合电极单电极比电容量达到210F/g冯杨柳等7用纳米MnO2粉体作电极测得电极比电容量为150.4F/g上述方法都取得了一定效果但工艺较复杂成本仍较高因而用普通炭材料、简单的工艺研制高性能的电极材料不失为一个有利用推广应用的研究方向。本文以NiNO32溶液为改性试剂采用浸渍和高温热解方法改性处理普通活性炭以提高活性炭材料的电化学性能并把它们作为电极材料用于电化学电容器。用恒流充放电、循环伏安等方法测试改性活性炭电极材料构成的电化学电容器性能对电化学电容器的实际应用具有一定的参考价值。2 实 验2.1 实验原料椰壳活性炭太原活性炭厂、聚四氟乙烯乳液PTFE、试剂石墨粉和聚丙烯薄膜为商业产品NiNO326H2O、KOH、HNO3、盐酸、无水乙醇等化学品均为分析纯试剂。2.2 实验方法2.2.1 活性炭改性与表征准确称取NiNO326H2O配制浓度为1、2、5、10溶液。各取100ml加入1g活性炭180目室温下浸渍24h搅拌至少8h过滤后于120e干燥将干燥后的样品放入管式炉CARBOLITECTF12/75/700英国中在氮气保护下以10e/min的升温速率升到500e恒温2h冷却后取出放入干燥器内备用。用自动吸附仪TRISTAR3000MICROMERIT2ICS测定活性炭BET比表面积孔结构分布。用扫描电子显微镜Phili XL230ESEM分析炭材料表观结构。用X射线电子能谱仪Microlab310F英国VGScientific公司分析改性活性炭元素构成及价态。2.2.2 炭电极制作及电化学电容器的组装按mACBmPTFEBmG8B1B1比例加入石墨和60聚四氟乙烯乳液混合均匀、制成厚度为0.2mm直径为1.5cm的圆形电极片烘干后压到相同大小的圆形泡沫镍集流体上。将压制后的电极片浸渍在电解液中24h。以聚丙烯薄膜为隔膜6mol/LKOH为电解液组装成电化学电容器。2.2.3 电容器的性能测试使用电化学工作站CHI660美国、力兴PCBT210028D型电池测试仪测定电容器性能。测试之前以小电流做活化处理使电极表面的电荷排列有序。105曾 俊等:NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究基金项目:国家自然科学基金资助项目50472089收到初稿日期:2006206220收到修改稿日期:2006210213 通讯作者:胡中华作者简介:曾 俊 1981-男安徽和县人在读硕士师承胡中华教授从事电化学电容器研究。炭材料的比电容计算公式8为:Cp4itm*** 式中Cp为单个电极的质量比容量F/gi、t、V分别表示放电过程中的电流、时间差和电位差。m为双电极质量和gA为电极活性物质的质量分数。炭材料的电极体积比电容:CvCpQ 面积比电容:CsCp/SBET 式中Q为炭的密度SBET为炭的比表面积。3 结果与讨论3.1 活性炭孔隙率和比表面积由活性炭氮气吸附2脱附等温线计算活性炭的比表面积、微孔、中孔孔容以及孔径分布。表1列出了原活性炭AC20和改性炭AC21、AC22分别用2、5硝酸镍改性比表面积和孔结构参数。表1 活性炭材料的比表面积和孔结构参数Table1Specificsurfaceareaandporosityparametersofactivatedcarbo 样品比表面积m2/g微孔m2/g中孔cm3/g总数cm3/g平均孔径nmAC20806210.3750.4122.04AC21786200.3580.3972.02AC22743170.3380.3712.00 由表1看出改性活性炭比表面积、孔径、孔容随着改性试剂NiNO32浓度增加略有下降。如BET比表面积从AC20的806m2/g变为AC21的786m2/g和AC22的743m2/g分别下降了2.5和7.8总孔容从0.412m3/g变为0.397和0.371m3/g分别下降了3.6和10.0。但中孔比表面积和平均孔径变化不明显平均孔径略有下降微孔率微孔孔容/总孔容100都在91左右说明改性前后孔结构性质基本相同都是高微孔率材料。图1显示了用BJH法得到孔径分布图。图1 改性前后活性炭样品孔径分布Fig1Poresizedistributionofmodifiedandoriginalactivatedcarbon 大部分孔容的孔径4nm的孔较少说明他们的孔径主要分布在微孔上限和小中孔区间IUPAC定义:微孔50nm。孔径分布得到的结论与表1计算结果完全一致。这些结果表明NiNO32溶液浸渍及随后的热解改性处理导致活性炭比表面积、孔径、孔容下降及孔径分布的变化下降幅度随着NiNO32浓度增加而增加。这是因为活性炭吸附的NiNO32在高温下******产物附着在炭表面或孔道中因而降低了比表面积及孔容。3.2 改性活性炭表观结构与组成图2是活性炭改性前后扫描电镜图。原样炭表面整洁除细小的炭微粒没有发现其它物质而改性活性炭表面有明显松散物质存在颗粒大小大约从几十到几百纳米。改性过程中因活性炭有很强吸附能力能有效吸附溶液中的NiNO32经热解处理被吸附NiNO32***产物附着在炭材料表面所以图片上观察到的松散物质是NiNO32热解产物。图2 用NiNO32改性前后活性炭扫描电镜照片Fig2SEMpicturesofactivatedcarbo eforeandaf2termodification 为了进一步研究***产物用XPS研究分析了改性炭的元素构成及价态。结果显示改性炭与普通活性炭一样以C和O为主要成分但与普通炭不同的是在电子结合能Eb为855.7eV处有一个明显的Ni2p电子特征峰9如图3所示说明有镍的存在。Mu和Kim研究发现在氮气中NiNO32的最终***产物是NiO1011。图3 活性炭中NiO的XPS谱图Fig3X2rayphotoelectri ectroscopyofNiOinAC 本文中有同样的反应发生改性过程中活性炭吸附的NiNO32在高温下不稳定在氮气气氛中发生热***:2NiNO322NiO4NO2O2106功 能 材 料2007年第1期38卷 因而我们在电镜照片上可以看到炭表面上有NiNO32***产物NiO的聚集物。由于这些NiO的存在对活性炭的孔结构和比表面积有一定的影响但是改性炭孔结构参数和比表面积下降不明显。3.3 改性活性炭的电容特性用循环伏安法对改性活性炭电容器的电容特性进行了研究。图4是改性前后活性炭所构成电容器的3次循环伏安曲线从图4中看出原料活性炭的循环伏安曲线具有很好的重现性和可逆性构成的电容器具有较好的稳定性。在扫描电位范围内没有氧化还原峰出现说明电极电容量基本上全部由双电层电容提供。改性活性炭材料电容器循环伏安曲线同样具有很好的重现性和可逆性且有更好的对称性和更接近标准长方形的纯电容特性另外与原样炭显著不同的是有明显的氧化还原峰说明改性材料中存在的NiO虽然对炭材料的孔结构和比表面积影响不大但是对其电化学性能影响却显著。氧化还原峰对应的电化学反应式为:NiOOH-充电放电NiOOHe 活性炭比表面积高活性物质化学复合到其表面或大的孔径中使得活性物质与电解液更容易接触提高了活性物质的利用率。活性炭和活性物质紧密接触缩短了电子的传输路径从而增加了电极的导电性使传荷速度加快改性电极表现出更理想的电化学电容行为。改性活性炭构成的电容器电容量是一种复合容量即由活性炭材料的双电层电容以及NiO的法拉第赝电容两部分构成。图4 原炭样和改性活性炭电极构成的电容器循环伏安曲线Fig4Cyclicvoltammogramsofcapacitorsusingorigi2nalACandmodifiedACaselectrodes3.4 比电容量及功率特性恒流充放电法是测试电容器电极材料容量的常用方法图5是用NiNO32改性后活性炭材料AC21作电极的电容器在5mA恒电流下的充放电曲线。可以看出图中曲线呈近似等腰三角形具有很好的对称性电压随时间呈线性变化多次充放电曲线基本没有变化改性后的活性炭材料具有典型电容器充放电特性。图5 AC21活性炭电极电容器10次5mA恒流充放电曲线Fig5Co tantcurrentof5mAcharge/dischargeof10cyclesofAC21capacitor 图6是不同浓度NiNO32改性活性炭作电极的电容器恒电流5mA放电曲线根据比电容计算公式可计算出AC21质量比电容为246.1F/g比AC20的130.1F/g提高了89.2。AC20、AC21的表观密度分别为0.6854、0.6895g/cm3由体积比电容计算公式计算出活性炭改性后体积比电容也有较大程度的提高由改性前的89.3F/cm3提高到169.7F/cm3。一般认为体积比电容往往比质量比电容更有实际意义12高的体积比电容可以使电容器在相对小的体积里提供更大的能量输出因此从应用的角度考虑突出的高体积比电容使该电极材料更有应用价值。另外面积比电容也从原来的16.2LF/cm2提高到30.1LF/cm2说明改性炭材料的比表面积利用率有较大的提高。图6 不同浓度NiNO32改性活性炭电极电容器恒电流放电曲线Fig6Co tantcurrentdischargeplotsofcapacitorsusingcarbonelectrodesmodifiedwithdifferentNiNO32concentration 图7是用不同浓度NiNO32改性的活性炭材料作电极电容器的比电容随放电电流变化情况即反应了电容器的功率特性从图中看出比电容量随放电电107曾 俊等:NiO2改性活性炭电极电化学电容器研究流增大有一定程度衰减但衰减幅度15mA后电容器比电容量基本不变电容器具有较好功率特性适合较大电流放电。图7 不同工作电流条件下炭材料的比电容Fig7Specificcapacitanceofactivatedcarbo asafunctionofdischargecurrent3.5 NiNO32浓度对改性炭性能的影响图7同时也显示了用不同浓度NiNO32处理的活性炭比电容随放电电流改变而变化情况用2NiNO32溶液改性的活性炭比电容最大当浓度进一步增加时改性活性炭的比电容反而有所下降这主要是因为本文中所用活性炭孔径主要分布在微孔上限和小中孔区间孔径相对较窄热解产生的NiO容易沉积在孔道中随着浸渍溶液浓度增加沉积的量会增加到一定程度时会使孔道变小甚至完全封闭孔道KOH电解液不能有效的进出孔道导致这些孔道不能有效的形成双电层储存电荷减少了双电层电容炭比表面的利用率降低同时沉积在封闭孔道中的NiO也不能有效的形成法拉第准电容因而造成了高浓度NiNO32处理的活性炭比电容反而有所减少。不过在本文中用110的NiNO32改性炭材料都明显优于原样炭说明改性是非常有效的。4 结 论本文以普通活性炭为原料用NiNO32浸渍和高温处理改性显著改善了活性炭材料电化学性能。镍盐高温处理后在活性炭表面和孔道中形成NiO在充放电时可发生可逆氧化还原反应存储电荷。因而提高了活性炭材料比电容达到了246.1F/g。比未改性时提高了89.2体积比电容和面积比电容分别高达169.7和30.1LF/cm2均明显优于普通炭材料。另外电化学研究表明改性活性炭材料充放电性能稳定功率特性好适合大电流放电。因而NiO改性活性炭是一种极具应用价值的电化学电容器电极材料。参考文献:1 FaggioliERenaPDanelVetal.J.JPowerSources199984:2612269.2 JungDYKimYHKimSWetal.J.JPowerSources2003114:3662373.3 钟海云李 荐戴艳阳等.J.电源技术2001255:3672370.4 孟庆函刘 铃宋怀河等.J.功能材料2004354:4572459.5 ZhengJPJowTR.J.JPowerSource1996621:1552159.6 王晓峰王大志梁 吉.J.无机化学学报2003192:1372141.7 冯杨柳张密林陈 野等.J.硅酸盐学报2005333:3182322.8 QuDYShiH.J.JPowerSources199874:992107.9 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eudo2capacitanceeffect.Thu othelectricaldoublelayercapacitanceofcarbonand eudo2capacitanceofNiOhadcontributiontothecapacitor.Asaresultthe ecificcapacitanceofmodifiedACcouldbeashighas246.1F/g89.2higherthanoforiginalcarbon.Thecorre ondingvolumeandsurface e2cificcapacityareextremelyhigh169.7F/cm3and30.1LF/cm2re ectively.Keywords:activatedcarbonelectrochemicalcapacitor eudo2capacitancenickeloxide108功 能 材 料2007年第1期38卷
NiO_改性活性炭电极电化学电容器研究
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正在处理，请稍候...无机阴离子对电化学氧化降解水体中4-CP的影响 【摘要】：
为了探讨废水中无机阴离子对电化学氧化降解对氯苯酚(4-CP)产生的影响。文章采用了自制圆形电化学反应器,通过改变模拟废水中电解质及其浓度来分析无机阴离子对4-CP去除率及矿化率的影响。试验研究表明,当废水中以OH-为主且浓度约为0.01 mol/L时,4-CP去除率可达81.99%,矿化率最高可达38.09%,而电化学能耗最低仅为35.57 kWh。
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前言电化学氧化技术因具有处理效率较高、操作简单、无二次污染等优点,引起了国内外学者的广泛关注,并应用于难降解有毒有害废水的处理[1-3]。但电化学处理对象一般都以模拟废水、单一污染物物质为对象如(苯酚[4]、苯胺[5]、硝基苯[6]、2,4-二氯苯酚[7]等),而对含有复杂成分
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备案号110 1081725CS350-河南电化学工作站价格（CS350）
CS350-河南电化学工作站价格（CS350）
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发布日期：2011-02-17 浏览次数：
河南电化学工作站价格（CS350） 产品简介
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河南电化学工作站价格（CS350） 详细介绍
河南电化学工作站价格（CS350）的详细介绍： 1、
硬件参数指标：
恒电位仪电位控制范围：±10V
电流控制范围：±2.0A
电位控制精度：0.1%×满量程读数±1mV
电流控制精度：0.1%×满量程读数
电位分辨率：10uV(100Hz), 2uV(10Hz)
电流分辨率：10pA
电位上升时间：﹤1uS(10mA), 10uS(2A)
辅助数据采集24位@10KHz ,20bit@1KHz
参比电极输入阻抗：10
欧姆||20pF
电流量程 2A～200nA, 共8档
槽压：21V
CV 和LSV扫描速度：0.01～20000mV/s
CA和CC脉冲宽度：0.0001～1000s
电位扫描时电位增量：0.1mV@1V/mS
SWV频率：0.001～100KHz
DPV和NPV脉冲宽度：0.0001～1000s
AD数据采集：16位@1MHz，24bit @100Hz
CV的最小电位增量：0.075mV
电位和电流测量低通滤波器
电流与电位量程：自动设置
阻抗测量指标：
信号发生器
频率响应：10Hz~115KHz
交流信号幅值：0mV~2500mV
直流偏压：-10~+10V
DDS输出阻抗：50欧姆
波形：正弦波，三角波，方波
正弦波失真：1%
扫描方式：对数/线性，增加/下降
最大负载电容：1nF；最大负载电感：10uH
信号分析器
积分时间：最小值：10mS 或者一个循环的最长时间
最大值：10
个循环或者10
测量时间延迟：0~10
直流偏置补偿
电位自动补偿范围：-10V~+10V
电流补偿范围：-1A~+1A
带宽调整(Bandwidth)：自动或手动设置，共8级可调
测量与控制软件主要功能
开路电位-时间曲线（OCPT）
恒电位法（计时电流法, CA）
恒电流法（计时电位法, CP）
多电位阶跃（VSTEP）
多电流阶跃（ISTEP）
动电位扫描（极化曲线）
线性极化（LPR）
钝化回扫曲线（按击穿电流回扫）
动电流扫描
任意恒电位方波
任意恒电流方波
恒电流仪
循环伏安法（CV）
阶梯伏安法（SCV）
差分脉冲伏安法（DPV）
常规脉冲伏安法（NPV）
方波伏安法（SWV）
交流伏安法（ACV）
溶出伏安法
常规差分脉冲伏安法（DNPV）
电化学阻抗
电化学噪声测量
电偶腐蚀测量
氢渗透监测
腐蚀速率计算
主要特点
1）输出电流大，槽压高，可用于高阻（涂料）体系的电化学测量；
2）具有较强的腐蚀电化学测量分析能力；
3）交流阻抗测量具有频率扫描和时间扫描两种模式。
仪器介绍
（电化学测试系统）是集电化学分析方法和电化学测试方法于一体的电化学通用仪器，能完成循环伏安、阶梯伏安、脉冲伏安、溶出伏安等电化学分析方法；还可以完成恒电流（位）极化、动电位（流）扫描、任意恒电流（位）方波，多恒电流（位）阶跃、电化学噪声（电偶电流）、电化学阻抗（EIS）等电化学测试等功能，还可以进行线性扫描循环伏安（CV）、阶梯波循环伏安（SCV）、方波循环伏安（SWV）、 差分脉冲伏安（DPV）和常规脉冲伏安（NPV）以及差分常规脉冲伏安（DNPV）等电分析方法。测试系统控制与数据处理软件是基于Windows98/2000/XP操作系统的，用户界面遵守Windows软件的设计规则，容易***和使用。系统软件为方便使用者提供了强大的功能，包括文件管理、全面的实验控制、灵活的图形显示、方便的图形放大和还原、多种数据处理功能、数据的存贮与打印等。系统软件具有良好的用户界面，命令行参数所用的电化学理论和方法都尽可能采用最为通用的电化学方面的术语，全中文菜单和界面，更方便地为教学和科研服务。
CorrTest
拥有CS系列产品（CS120，CS150，CS300，CS330，CS350，CS360），可用于较大电流和较高槽压的电化学测量和应用，例如电池、电分析、腐蚀、电解、电镀等。仪器由数字信号发生器（DDS）和直接数据存储器（DMA）和恒电位仪/恒电流仪组成，电流/电位同步数据采集。仪器的电流输出范围为±2A，槽压为±21V。电压控制范围：±10V；电流控制范围：±2.0A；电流测量下限低于10pA。
CorrTest
采用恒电流阶跃直接测量高阻体系介质电阻（如混凝土或涂层等介质电阻），可对溶液电阻进行实时或软件补偿；可对测试曲线进行数字平滑，能对极化曲线进行电化学参数解析，可计算极化电阻Rp值，Tafel斜率ba，bc值，交换电流密度icorr，腐蚀速率,还可计算统计噪声电阻Rn，并可将图形以矢量方式拷贝到Microsoft Word 97/2000文档中。CorrTest
采用USB或RS232串行口与计算机通讯，设备***简单，即插即用。
外形尺寸：36.5cm(宽)x30.5cm(深)x16cm(高)
仪器重量：6.5Kg
应用领域
1）研究电化学机理；物质的定性定量分析；
2）常规电化学测试，包括电合成、电镀和电池性能评价;
3）功能和能源材料的机理和制备研究；
4）缓蚀剂、水质稳定剂、涂层以及阴极保护效率快速评价以及氢渗测试等；
5）金属材料在导电性介质（包括水/混凝土等环境）中的腐蚀电化学测试。
系统配置
每套工作站包括：
1) 仪器主机一台；
2) 白金电极、参比电极、工作电极及专用电解池各一支（套）；
3) 模拟电解池一个；
4) USB数据线一条；
5) 噪声测量专用电缆线一条；
6) CorrTest
测试与分析软件CD一张。
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