不同碳源催化化学气相沉积制备自支撑C/Ni-Fiber复合电极材料的电容脱盐性能

王喜文 姜芳婷 索全伶 方玉珠 路勇

引用本文: 王喜文, 姜芳婷, 索全伶, 方玉珠, 路勇. 不同碳源催化化学气相沉积制备自支撑C/Ni-Fiber复合电极材料的电容脱盐性能[J]. 物理化学学报, 2011, 27(11): 2605-2612. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111116 shu
Citation:  WANG Xi-Wen, JIANG Fang-Ting, SUO Quan-Ling, FANG Yu-Zhu, LU Yong. Self-supporting Macroscopic Carbon/Ni-Fiber Hybrid Electrodes Prepared by Catalytic Chemical Vapor Deposition Using Various Carbonaceous Compounds and Their Capacitive Deionization Performance[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(11): 2605-2612. doi: 10.3866/PKU.WHXB20111116 shu

不同碳源催化化学气相沉积制备自支撑C/Ni-Fiber复合电极材料的电容脱盐性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20973063, 21076083) (20973063, 21076083)

    上海市科委&ldquo 

    科技启明星(跟踪)计划&rdquo (跟踪)

    (10HQ1400800)资助项目 (10HQ1400800)

摘要: 以甲烷、乙烯、乙醇和正丁醇为碳源, 通过催化化学气相沉积在具有三维开放网络结构的烧结8 μm-Ni金属纤维上沉积碳的方法, 制备了以金属Ni 纤维网络为集流极、沉积碳为离子存储库的薄层大面积自支撑C/Ni-fiber 复合电极材料. 用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、N2-吸脱附等温线和循环伏安与电化学阻抗谱对电极材料进行了表征, 并考察了其作为电极的电容脱盐性能.乙烯、甲烷、正丁醇和乙醇为碳源的沉积碳形态分别为鱼骨状碳纳米管(CNTs)、石墨烯面取向与轴平行的CNTs、棒状和蠕虫状碳纳米纤维(CNFs). C/Ni-fiber 复合电极材料对NaCl的电吸附容量顺序为: 乙烯>正丁醇>甲烷>乙醇, 这与复合电极的电化学特性、孔结构和碳的纳米结构相关. 在1.2 V的工作电压下, 以乙烯为碳源制备的C/Ni-fiber 复合电极材料对水溶液中NaCl (100 mg·L-1)的电吸附容量达159 μmol·g-1.

English

    1. [1]

      (1) Welgemoed, T. J.; Schutte, C. F. Desalination 2005, 183 (1-3), 327.(1) Welgemoed, T. J.; Schutte, C. F. Desalination 2005, 183 (1-3), 327.

    2. [2]

      (2) Yang, K. L.; Ying, T. Y.; Yiacoumi, S.; Tsouris, C.; Vittoratos, E. S. Langmuir 2001, 17 (6), 1961.(2) Yang, K. L.; Ying, T. Y.; Yiacoumi, S.; Tsouris, C.; Vittoratos, E. S. Langmuir 2001, 17 (6), 1961.

    3. [3]

      (3) Arnold, B. B.; Murphy, G.W. J. Phys. Chem. 1961, 65, 135.  (3) Arnold, B. B.; Murphy, G.W. J. Phys. Chem. 1961, 65, 135.  

    4. [4]

      (4) Gabelich, C. J.; Tran, T. D.; Suffet, I. H. Environ. Sci. Technol. 2002, 36 (13), 3010.  (4) Gabelich, C. J.; Tran, T. D.; Suffet, I. H. Environ. Sci. Technol. 2002, 36 (13), 3010.  

    5. [5]

      (5) Park, K. K.; Lee, J. B.; Park, P. Y.; Yoon, S.W.; Moon, J. S.; Eum, H. M.; Lee, C.W. Desalination 2007, 206 (1-3), 86.(5) Park, K. K.; Lee, J. B.; Park, P. Y.; Yoon, S.W.; Moon, J. S.; Eum, H. M.; Lee, C.W. Desalination 2007, 206 (1-3), 86.

    6. [6]

      (6) Andelman, M. D. Energy andWeight Efficient Flow-Through Capacitor, System and Method. U.S. Patent 6325907, 2001.  (6) Andelman, M. D. Energy andWeight Efficient Flow-Through Capacitor, System and Method. U.S. Patent 6325907, 2001.  

    7. [7]

      (7) Jiang, F. T.; Fang, Y. Z.; Chen, L.; Xue, Q. S.; Lu, Y. Mater. Lett. 2010, 64 (2), 199.  (7) Jiang, F. T.; Fang, Y. Z.; Chen, L.; Xue, Q. S.; Lu, Y. Mater. Lett. 2010, 64 (2), 199.  

    8. [8]

      (8) Wang, X. Z.; Li, M. G.; Chen, Y.W.; Cheng, R. M.; Huang, S. M.; Pan, L. K.; Sun, Z. Appl. Phys. Lett. 2006, 89 (5), 053127.  (8) Wang, X. Z.; Li, M. G.; Chen, Y.W.; Cheng, R. M.; Huang, S. M.; Pan, L. K.; Sun, Z. Appl. Phys. Lett. 2006, 89 (5), 053127.  

    9. [9]

      (9) Ling, M.; Zhao, G. F.; Cao, F. H.; Lu, Y. Chin. J. Catal. 2010, 31 (7), 717. [凌敏, 赵国锋, 曹发海, 路勇. 催化学报, 2010, 31 (7), 717.](9) Ling, M.; Zhao, G. F.; Cao, F. H.; Lu, Y. Chin. J. Catal. 2010, 31 (7), 717. [凌敏, 赵国锋, 曹发海, 路勇. 催化学报, 2010, 31 (7), 717.]

    10. [10]

      (10) Fang, Y. Z.; Jiang, F. T.; Lu, Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (8), 1854. [方玉珠, 姜芳婷, 路勇. 物理化学学报, 2011, 27 (8), 1854.](10) Fang, Y. Z.; Jiang, F. T.; Lu, Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (8), 1854. [方玉珠, 姜芳婷, 路勇. 物理化学学报, 2011, 27 (8), 1854.]

    11. [11]

      (11) Béguin, F.; Szostak, K.; Lota, G.; Frackowiak, E. Adv. Mater. 2005, 17 (19), 2380.  (11) Béguin, F.; Szostak, K.; Lota, G.; Frackowiak, E. Adv. Mater. 2005, 17 (19), 2380.  

    12. [12]

      (12) An, K. H.; Kim,W. S.; Park, Y. S.; Choi, Y. C.; Lee, S. M.; Chung, D. C.; Bae, D. J.; Lim, S. C.; Lee, Y. H. Adv. Mater. 2001, 13 (7), 497.  (12) An, K. H.; Kim,W. S.; Park, Y. S.; Choi, Y. C.; Lee, S. M.; Chung, D. C.; Bae, D. J.; Lim, S. C.; Lee, Y. H. Adv. Mater. 2001, 13 (7), 497.  

    13. [13]

      (13) Niu, C.; Sichel, E. K.; Hoch, R.; Moy, D.; Tennent, H. Appl. Phys. Lett. 1997, 70 (11), 1480.(13) Niu, C.; Sichel, E. K.; Hoch, R.; Moy, D.; Tennent, H. Appl. Phys. Lett. 1997, 70 (11), 1480.

    14. [14]

      (14) Bordjiba, T.; Mohamedi, M.; Dao, L.H. Adv. Meter. 2008, 20(4), 815.(14) Bordjiba, T.; Mohamedi, M.; Dao, L.H. Adv. Meter. 2008, 20(4), 815.

    15. [15]

      (15) Gao, L. Z.; Kiwi-Minsker, L.; Renken, A. Surf. Coatings Technol. 2008, 202 (13), 3029.(15) Gao, L. Z.; Kiwi-Minsker, L.; Renken, A. Surf. Coatings Technol. 2008, 202 (13), 3029.

    16. [16]

      (16) Jiang, F. T.; Fang, Y. Z.; Liu, Y.; Chen, L.; Xue, Q. S.; Lu, Y.; Lu, J. X.; He, M. Y. J. Mater. Chem. 2009, 19 (22), 3632.(16) Jiang, F. T.; Fang, Y. Z.; Liu, Y.; Chen, L.; Xue, Q. S.; Lu, Y.; Lu, J. X.; He, M. Y. J. Mater. Chem. 2009, 19 (22), 3632.

    17. [17]

      (17) Deng, M. M.; Zhao, G. F.; Xue, Q. S.; Chen, L.; Lu, Y. Appl. Catal. B 2010, 99 (1-2), 222.(17) Deng, M. M.; Zhao, G. F.; Xue, Q. S.; Chen, L.; Lu, Y. Appl. Catal. B 2010, 99 (1-2), 222.

    18. [18]

      (18) Mao, J. P.; Deng, M. M.; Chen, L.; Liu, Y.; Lu, Y. AIChE J. 2010, 56 (6), 1545.  (18) Mao, J. P.; Deng, M. M.; Chen, L.; Liu, Y.; Lu, Y. AIChE J. 2010, 56 (6), 1545.  

    19. [19]

      (19) Lu, Y.;Wang, H.; Liu, Y.; Xue, Q. S.; Chen, L.; He, M. Y. Lab Chip 2007, 7 (1), 133.(19) Lu, Y.;Wang, H.; Liu, Y.; Xue, Q. S.; Chen, L.; He, M. Y. Lab Chip 2007, 7 (1), 133.

    20. [20]

      (20) Liu, Y.;Wang, H.; Li, J. F.; Lu, Y.; Xue, Q. S.; Chen, J. C. AIChE J., 2007, 53 (7), 1845.  (20) Liu, Y.;Wang, H.; Li, J. F.; Lu, Y.; Xue, Q. S.; Chen, J. C. AIChE J., 2007, 53 (7), 1845.  

    21. [21]

      (21) Zhou, J. H.; Sui, Z. J.; Li, P.; Chen, D.; Dai, Y. C.; Yuan,W. K. Carbon 2006, 44 (15), 3255.(21) Zhou, J. H.; Sui, Z. J.; Li, P.; Chen, D.; Dai, Y. C.; Yuan,W. K. Carbon 2006, 44 (15), 3255.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  933
  • 文章访问数:  2575
  • HTML全文浏览量:  9
文章相关
  • 发布日期:  2011-10-27
  • 收稿日期:  2011-05-25
  • 网络出版日期:  2011-09-05
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章