Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Những hiểu biết mới về việc lắp ráp cấu trúc nan của các vật liệu điện cực hiệu suất cao: tổng hợp các lớp nanosheet β-Ni(OH)2 hình lục giác đã được sửa đổi bề mặt như một ví dụ
Tóm tắt
Các lớp nanosheet β-Ni(OH)2 hình lục giác có độ dày khoảng 12 nm đã được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt ở nhiệt độ 150 °C sử dụng clorua nickel làm nguồn nickel và morpholine làm kiềm. Các điện cực để ứng dụng trong siêu tụ điện đã được lắp ráp thông qua một kỹ thuật truyền thống: nén hỗn hợp các lớp nanosheet β-Ni(OH)2 và than acetylene trên bọt nickel. Nhờ vào hình dạng lục giác của các lớp nanosheet β-Ni(OH)2 cứng và sự trung gian của glycerol đã được sửa đổi bề mặt trong các chu kỳ nạp-xả điện hóa, một cấu trúc nan của vật liệu điện cực với đường dẫn bên trong dễ dàng cho việc truyền dẫn điện phân đã được hình thành. Kết quả là, các điện cực được tạo ra đã trình bày khả năng điện cực đặc trưng cao đạt 1,917 F g−1 ở mật độ dòng điện 1.6 A g−1 trong dung dịch KOH 3 mol L−1. Ở mật độ dòng điện nạp-xả cao là 31.3 A g−1, các điện cực vẫn giữ được khả năng điện cực đặc trưng cao là 1,289 F g−1. Những kết quả thú vị thu được từ nghiên cứu này có thể cung cấp một cái nhìn mới cho việc tổng hợp các vật liệu điện cực với hiệu suất điện hóa cao.
Từ khóa
#β-Ni(OH)2; cấu trúc nan; điện cực; siêu tụ điện; hiệu suất điện hóaTài liệu tham khảo
Jun YW, Seo JW, Oh SJ, Cheon J (2006) Recent advances in the shape control of inorganic nano-building blocks. Angew Chem Int Ed 45:3414–3439
Grzelczak M, Pérez-Juste J, Mulvaney P, Liz-Marzán LM (2008) Shape control in gold nanoparticle synthesis. Chem Soc Rev 37:1783–1791
Tao AR, Habas S, Yang PD (2008) Shape control of colloidal metal nanocrystals. Small 4:310–325
Song Q, Zhang ZJ (2004) Shape control and associated magnetic properties of spinel cobalt ferrite nanocrystals. J Am Chem Soc 126:6164–6168
Sau Tapan K, Murphy CJ (2004) Room temperature, high-yield synthesis of multiple shapes of gold nanoparticles in aqueous solution. J Am Chem Soc 126:8648–8649
Wei YH, Klajn R, Anatoliy OP, Grzybowski BA (2008) Synthesis, shape control, and optical properties of hybrid Au/Fe3O4 “nanoflowers”. Small 4:1635–1639
Cui L, Li J, Zhang XG (2009) Preparation and properties of Co3O4 nanorods as supercapacitor material. J Appl Electrochem 39:1871–1876
Jiang H, Ma J, Li CZ (2012) Hierarchical porous NiCo2O4 nanowires for high-rate supercapacitors. Chem Commun 48:4465–4467
Cui HT, Xue JY, Ren WZ, Wang MM (2014) Ultra-high specific capacitance of β-Ni(OH)2 monolayer nanosheets synthesized by an exfoliation-free sol–gel route. J Nanoparticle Res 16:2601
Pu J, Wang J, Jin XQ, Cui FL, Sheng EH, Wang ZH (2013) Porous hexagonal NiCo2O4 nanoplates as electrode materials for supercapacitors. Electrochim Acta 106:226–234
Jiang H, Zhao T, Li CZ, Ma J (2011) Hierarchical self-assembly of ultrathin nickel hydroxide nanoflakes for high-performance supercapacitors. J Mater Chem 21:3818–3823
Yan J, Wang Q, Wei T, Fan ZJ (2013) Recent advances in design and fabrication of electrochemical supercapacitors with high energy densities. Adv Energy Mater 4:1–43
Wang GP, Zhang L, Zhang JJ (2012) A review of electrode materials for electrochemical supercapacitors. Chem Soc Rev 41:797–828
Vangari M, Pryor T, Li J (2013) Supercapacitors: review of materials and fabrication methods. J Energy Eng 139:72–79
Hu CC, Chen JC, Chang KH (2013) Cathodic deposition of Ni(OH)2 and Co(OH)2 for asymmetric supercapacitors: importance of the electrochemical reversibility of redox couples. J Power Sources 221:128–133
Fang JH, Li M, Li QQ, Zhang WF, Shou QL, Liu F, Zhang XB, Cheng JP (2012) Microwave-assisted synthesis of CoAl-layered double hydroxide/graphene oxide composite and its application in supercapacitors. Electrochim Acta 85:248–255
Zhang XJ, Shi WH, Zhu JX, Zhao WY, Ma J, Mhaisalkar S, Maria T, Yang YH, Zhang H, Hng HH, Yan QY (2010) Synthesis of porous NiO nanocrystals with controllable surface area and their application as supercapacitor electrodes. Nano Res 3:643–652
Yuan CZ, Zhang XG, Su LH, Gao B, Shen LF (2009) Facile synthesis and self-assembly of hierarchical porous NiO nano/micro spherical superstructures for high performance supercapacitors. J Mater Chem 19:5772–5777
Kim SI, Lee JS, Ahn HJ, Song HK, Jang JH (2013) Facile route to an efficient NiO supercapacitor with a three-dimensional nanonetwork morphology. ACS Appl Mater Interf 5:1596–1603
Qing XX, Liu SQ, Huang KL, Lv KZ, Yang YP, Lu ZG, Fang D, Liang XX (2011) Facile synthesis of Co3O4 nanoflowers grown on Ni foam with superior electrochemical performance. Electrochim Acta 56:4985–4991
Dubal DP, Fulari VJ, Lokhande CD (2012) Effect of morphology on supercapacitive properties of chemically grown β-Ni(OH)2 thin films. Micropor Mesopor Mater 151:511–516
Xue JY, Ren WZ, Wang MM, Cui HT (2014) Synthesis of nanofiber-composed dandelion-like CoNiAl triple hydroxide as an electrode material for high-performance supercapacitor. J Nanoparticle Res 16:2765
Zhang GQ, Lou XW (2013) Controlled growth of NiCo2O4 nanorods and ultrathin nanosheets on carbon nanofibers for high-performance supercapacitors. Sci Rep 3:1470–1475
Yang F, Yao JY, Liu FL, He HC, Zhou M, Xiao P, Zhang YH (2013) Ni–Co oxides nanowire arrays grown on ordered TiO2 nanotubes with high performance in supercapacitors. J Mater Chem A 1:594–601
Xiong SL, Yuan CZ, Zhang XG, Xi BJ, Qian YT (2009) Controllable synthesis of mesoporous Co3O4 nanostructures with tunable morphology for application in supercapacitors. Chem Eur J 15:5320–5326
Huang JC, Lei T, Wei XP, Liu XW, Liu T, Cao DX, Yin JL, Wang GL (2013) Effect of Al-doped β-Ni(OH)2 nanosheets on electrochemical behaviors for high performance supercapacitor application. J Power Sources 232:370–375
Li JX, Yang M, Wei JP, Zhou Z (2012) Preparation and electrochemical performances of doughnut-like Ni(OH)2–Co(OH)2 composites as pseudocapacitor materials. Nanoscale 4:4498–4503
Wu MS, Huang KC (2011) Fabrication of nickel hydroxide electrodes with open-ended hexagonal nanotube arrays for high capacitance supercapacitors. Chem Commun 47:12122–12124
Yang LX, Zhua YJ, Tong H, Liang ZH, Li L, Zhang L (2007) Hydrothermal synthesis of nickel hydroxide nanostructures in mixed solvents of water and alcohol. J Solid State Chem 180:2095–2101
Liu RM, Jiang YW, Lu QY, Fan YZ, Gao F (2013) Facile synthesis of hollow Co3O4 boxes for high capacity supercapacitor. J Power Sources 227:101–105
Jagadale AD, Dubal DP, Lokhande CD (2012) Electrochemical behavior of potentiodynamically deposited cobalt oxyhydroxide (CoOOH) thin films for supercapacitor application. Mater Res Bull 47:672–676
Chen XH, Zhang FQ, Yang Z, Huang SM (2013) One-pot hydrothermal synthesis of reduced graphene oxide/carbon nanotube/α-Ni(OH)2 composites for high performance electrochemical supercapacitor. J Power Sources 243:555–561
