微反应器结合超声微波制备KMnF3及其复合材料与性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cmxhjjcz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容材料自被发现以来,一直是储能领域的亮点,它弥补了传统电池材料在大电流充放电领域的不足,使得同时具有高功率密度和高能量密度的储能器件成为可能,为新能源背景下的储能技术指明了新的方向。KMn F3及其复合材料凭借其储量丰富、价格低廉的特点被寄予厚望,但KMn F3及其复合材料的合成路线存在难以连续合成,粒径分布过宽等问题。本课题结合对流微通道反应器(countercurrent-flow micro-channel reactor,CFMCR),结合超声波微波联用的方法制备KMn F3及其复合材料并开发了新的工艺。采用不同的工艺路线制备了KMn F3材料,通过对比所制备材料的物理和电化学性能,确定了最优的工艺路线为在对流微通道反应器内进行沉淀结晶,结合超声微波联用进行材料陈化处理,提出并设计了对流微通道反应器结合超声微波联用的CFMCR M-U(microwave-ultrasonic)方法,成功合成了高度结晶的KMn F3材料,制备的KMn F3材料可用作超级电容器的电极材料。结果表明,微波和超声波的结合对晶体的生长有决定性影响,CFMCR M-U法得到的KMn F3样品具有类球形形貌,电化学性能优良。CFMCR M-U法得到的KMn F3样品相比先前的研究(~5μm)和其他文献能得到更小的KMn F3颗粒材料(~120 nm粒径)。这种方法提供了更长的微观混合时间,使得沉淀物的尺寸分布和元素分布更均匀,以及更高的比电容。研究确定了CFMCR M-U方法的最优工艺条件为:CFCMR入口流量设置为40 m L·min-1,KF和Mn Cl2溶液浓度分别为10mol·L-1和50 mmol·L-1,两种溶液进料总体积相等,陈化方式为在超声微波组合条件下陈化120 min,陈化温度为30℃,超声波功率设置为1000W,超声波发生器工作模式设置为连续工作,微波由温度传感器控制,功率设置为1000 W。优化后的CFCMR M-U方法合成的KMn F3材料在1A·g-1和5 A·g-1的电流密度下分别具有738.18 F·g-1和601.82 F·g-1的比电容,显著高于前人通过CFCMR制备的材料,显示出较高的储能容量和优异的循环稳定性:2500次循环充放电后,初始比电容保持率为91.8%。初步研究了Ni,Co元素引入量对合成KMn F3材料的影响,在Mn-Co和Mn-Ni摩尔比分别为4:6和2:8的条件下取得了较好的比电容性能。材料中Mn-Co比例为4:6的样品,表现出了883 F·g-1的比电容和102.7%的1000循环充放电后比电容保持率。材料中Mn-Ni比例为2:8的样品,表现出了1186 F·g-1的比电容和91.4%的1000循环充放电后比电容保持率。分别与三元材料中Co和Ni提升循环充放电性能的作用相符合。在三元材料中,钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能,而镍的作用在于提高材料的体积能量密度。
其他文献
以南美地区某轨道交通投建营一体化PPP项目为例,说明运营工作前置的必要性。以实现项目“融资关闭”为目标,介绍运营在合同架构设计、运维成本优化以及防范KPI指标考核方面所做的工作,列举运营前置在该类项目中所遇的问题并提出解决建议。
期刊
<正>在初中物理教学中,作业设计是一项重要活动。其不仅可以反映教师的物理教学水平,还可以巩固学生的物理知识,使学生的综合学习能力充分发展。根据新课标要求,教师在实践中应充分尊重学生的个性,考虑学生的整体发展,并根据学生的学习水平设计作业,以便学生根据自己的兴趣和能力选择适合自己的作业,从而提高物理学习的兴趣。
期刊
对昆明市掌鸠河引水供水工程粘土心培堆石坝右岸边坡采用无粘结性预应力的锚杆施工情况作了较详细的介绍,说明施工设计的工艺是成功的,有效地保证了边坡稳定。
期刊
在新冠肺炎疫情常态化以及国际政治经济形势复杂多变的背景下,国内经济稳增长的压力持续增大,建筑行业应当更好地发挥保经济和稳就业的关键作用。文章以我国建筑劳务用工制度改革为研究对象,总结梳理了历史时期我国劳务用工制度改革历程,从劳动力供需矛盾、劳务用工保障难以充分发挥、建筑产业工人转型等方面研究我国建筑劳务用工制度改革存在的问题,并提出了具体的政策建议。
期刊
目的 探讨T2DM患者血尿酸(SUA)与糖尿病周围神经病变(DPN)的相关性。方法 选取2021年7月至2022年7月于空军军医大学第一附属医院内分泌科治疗的T2DM患者272例,根据SUA四分位间距分为<237.10μmol/L组(n=38)、237.10~289.80μmol/L组(n=78)、289.80~364.15μmol/L组(n=110)及≥364.15μmol/L组(n=46)。比
期刊
锚杆喷射混凝土支护是隧洞塌方临时支护的主要措施。就锚杆喷射混凝土支护技术,在泄洪隧洞工程软弱夹层塌方段的支护措施进行阐述,主要从锚杆施工、原材料的控制、施工机具、混合料的配合与拌制,喷射前的准备工作、喷射作业、安全技术,施工要点等几方面进行论述,供同类隧洞工程施工时参考和借鉴。
期刊
初中道德与法治课大单元教学聚焦学生理解学科本质和达成思维进阶,是支持学生全面成长与培育核心素养的教学形式。根据真实课堂状况与学生发展需要,将逆向教学理念运用于大单元教学课堂中,遵循“以始为终”的逻辑,可以促进课堂循序开展。以统编版道德与法治教材八年级下册“人民当家作主”一课为例,基于整体教学视角,遵循提炼单元大概念、前置学科素养评价、创新教学实践模式和深化理解学科本质四条路径来优化课堂教学,开创教
期刊
<正>近年,银行间债券市场多措并举服务融资租赁行业企业的直接融资需求,上海清算所作为银行间市场重要金融基础设施,持续支持融资租赁企业发行债券、开展资产证券化产品创新等,助力企业拓宽融资渠道。建议进一步从加强产品创新和组合应用、拓展跨境融资渠道、提升风险管理水平和信息披露质量等方面,为融资租赁企业直接融资提供更多便利。
期刊
随着当前科学技术水平的提高,微波技术在化学药物有机生成上得以应用,相比于传统的加热方法,这种方法有着更加独特的技术优势,在化学药物有机合成上的应用潜力大,能直接的辐射能量,并能加快内部结构分子运转,进一步提高研发成分,在操作上也更加便捷,应用这一新兴技术,能很好地解决成本高、污染大的问题,从而在化学药物有机合成中得到更好的应用。
期刊
小学新手班主任在入职后常会因资历浅、经验少而遭遇家长不信任的境况。获得家长的信任是小学新手班主任顺利开展教育活动、建立良好亲师关系的必要前提。小学新手班主任与家长的信任始于生人信任,随着双方交往的深入,家长依据交往经验的感受做出是否信任新手班主任的判断。本研究以“社会角色论”为理论基础,从小学新手班主任的视角出发,揭示新手班主任获得家长信任的过程,呈现新手班主任不被家长信任的问题并分析影响家长信任
学位