JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响

刘德伟 杨鹏 徐明升 彭科 代海洋 李涛 薛人中 陈靖 赵承周

刘德伟, 杨鹏, 徐明升, 等. 还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
引用本文: 刘德伟, 杨鹏, 徐明升, 等. 还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
LIU Dewei, YANG Peng, XU Mingsheng, et al. Effect of reducing agent concentration on microstructure and electrochemical properties of Nano-VO2(B)[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
Citation: LIU Dewei, YANG Peng, XU Mingsheng, et al. Effect of reducing agent concentration on microstructure and electrochemical properties of Nano-VO2(B)[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004

还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响

    作者简介: 刘德伟(1979-),男,河南省濮阳市人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为新能源材料与器件.;
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(11405148,11775192,11975211);河南省教育厅项目(16A140022,14B140015)

  • 中图分类号: TM912

Effect of reducing agent concentration on microstructure and electrochemical properties of Nano-VO2(B)

  • Received Date: 2019-08-19

    CLC number: TM912

  • 摘要: 以V2O5为原料、草酸为还原剂,采用水热法制备不同草酸浓度下的系列纳米VO2(B)样品(c(H2C2O4)/c(V2O5)=x,1.00≤x≤2.50),对所制备样品的物相结构、微观形貌和电化学性能进行表征和分析.结果表明:所制备的样品均为单斜结构的纯相VO2(B);随着还原剂浓度的增大,VO2(B)样品的形貌逐渐由较小的纳米片变成较长的纳米棒;VO2(B)样品的结构缺陷主要为微孔;所得VO2(B)样品均具有较好的可逆性和循环稳定性,其中,当x=1.75时,VO2(B)样品具有较小的氧化还原峰电位差(0.111 V)和较小的电阻(0.770 Ω),且当电流密度为30 mA/g时,具有最大的比电容值(105.00 F/g),表现出更好的电化学性能.
    1. [1]

      LI M,LU J,CHEN Z,et al.30 years of lithiumion batteries[J].Advanced Materials,2018,30(33):1800561.

    2. [2]

      GOODENOUGH J B,KIM Y.Challenges for rechargeable Li batteries[J].Chemistry of Materials,2010,22(3):587.

    3. [3]

      HUANG G,LI C,SUN X,et al.Fabrication of vanadium oxide with different valences of vanadium-embedded carbon fibers and their electrochemical performance for supercapacitor[J].New Journal of Chemistry,2017,41(17):8977.

    4. [4]

      MILOSEVIC S,STOJKOVIC I,MITRIC M,et al.High performance of solvothermally prepared VO2(B) as anode for aqueous rechargeable lithium batteries[J].Journal of the Serbian Chemical Society,2015,80(5):685.

    5. [5]

      倪娟.B相VO2纳米材料的水热法合成与电化学性能研究[D].上海:华东师范大学,2011.

    6. [6]

      SONG H J,CHOI M,KIM J C,et al.Enhanced lithium storage in reduced graphene oxide supported M-phase vanadium(Ⅳ) dioxide nanoparticles[J].Scientific Reports,2016,6:30202.

    7. [7]

      XU F,CAO X,SHAO Z,et al.Highly enhanced thermochromic performance of VO2 film using "movable" antireflective coatings[J].ACS Appl Mater Interfaces,2019,11(5):4712.

    8. [8]

      ZHANG Y,JING X,CHENG Y,et al.Controlled synthesis of 3D porous VO2(B) hierarchical spheres with different interiors for energy storage[J].Inorganic Chemistry Frontiers,2018,5(11):2798.

    9. [9]

      BHUYAN P,D GUPTA S K,KUMAR A,et al.Highly infrared sensitive VO2 nanowires for a nano-optical device[J].Physical Chemistry Chemical Physics,2018,20(16):11109.

    10. [10]

      SASAKI T,UEDA H,KANKI T,et al.Electrochemical gating-induced reversible and drastic resistance switching in VO2 nanowires[J].Scientific Reports,2015,5:17080.

    11. [11]

      LIU Q,TAN G,WANG P,et al.Revealing mechanism responsible for structural reversibility of single-crystal VO2 nanorods upon lithiation/delithiation[J].Nano Energy,2017,36:197.

    12. [12]

      WANG W,JIANG B,HU L,et al.Single crystalline VO2 nanosheets:A cathode material for sodium-ion batteries with high rate cycling performance[J].Journal of Power Sources,2014,250:181.

    13. [13]

      ZOU Z.Hydrothermal synthesis of flower-like Fe-doped VO2(B) with enhanced lithium ion storage performance[J].International Journal of Electrochemical Science,2018,13(8):8127.

    14. [14]

      桂阳海,孔华杰,刘贝贝,等.WO3纳米棒/石墨烯复合材料的制备及其气敏性能研究[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2015,30(5/6):7.

    15. [15]

      MACKIE R A,SINGH S,LAVEROCK J,et al.Vacancy defect positron lifetimes in strontium titanate[J].Physical Review B,2009,79(1):014102.

    16. [16]

      DAI H,XIE X,CHEN Z,et al.Microstructure evolution and magnetic properties of Eu doped CuFeO2 multiferroic ceramics studied by positron annihilation[J].Ceramics International,2018,44(12):13894.

    17. [17]

      章婷,邱诚,张宏俊,等.纳米Cu固体材料微结构的正电子湮没研究[J].武汉大学学报(理学版),2010,56(6):627.

    18. [18]

      LI Z,ZHANG W,LI Y,et al.Activated pyrene decorated graphene with enhanced performance for electrochemical energy storage[J].Chemical Engineering Journal,2018,334:845.

    19. [19]

      AZIZ S B,HAMSAN M H,ABDULLAH R M,et al.A promising polymer blend electrolytes based on chitosan:Methyl cellulose for EDLC application with high specific capacitance and energy density[J].Molecules,2019,24:2503.

    20. [20]

      QIN M,LIANG Q,PAN A,et al.Template-free synthesis of vanadium oxides nanobelt arrays as high-rate cathode materials for lithium ion batteries[J].Journal of Power Sources,2014,268:700.

    21. [21]

      LI J,WANG L,YOU W,et al.Catalytic effects of [Ag(H2O)(H3PW11O39)]3- on a TiO2 anode for water oxidation[J].Chinese Journal of Catalysis,2018,39:534.

    22. [22]

      HAN S,ZOU Z,HUO S.Hydrothermal synthesis of Mn-doped VO2(B) as cathode material for lithium-ion battery[J].IOP Conference Series:Materials Science and Engineering,2018,382:022059.

    23. [23]

      MAI L,WEI Q,AN Q,et al.Nanoscroll buffered hybrid nanostructural VO2(B) cathodes for high-rate and long-life lithium storage[J].Adv Mater,2013,25(21):2969.

    24. [24]

      ENCINAS-SNCHEZ V,DE MIGUEL M T,LASANTA M I,et al.Electrochemical impedance spectroscopy (EIS):An efficient technique for monitoring corrosion processes in molten salt environments in CSP applications[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2019,191:157.

    25. [25]

      方华,张振华,常鑫波,等.分级多孔石墨烯/活性炭复合材料的制备及其电化学电容性能分析[J].轻工学报,2018,33(5):77.

    1. [1]

      谷留停叶凤娇彭科代海洋刘德伟陈镇平 . Ti4+掺杂Fe位对CuFeO2陶瓷材料结构和介电性能的影响. 轻工学报, 2019, 34(2): 43-49. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.02.006

    2. [2]

      陈雪刘文博董鑫成朋 . 三维双孔径夹层状纳米多孔Cu/Cu6Sn5/Sn复合电极的制备及其电化学性能研究. 轻工学报, 2018, 33(5): 83-89. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.05.011

    3. [3]

      谢文菊王志涛张林森金恺吴方棣 . 溶胶-凝胶法制备ZnWO4负极材料及其电化学性能研究. 轻工学报, 2015, 30(2): 11-15,21. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.02.003

    4. [4]

      陈志军雷李玲杨清香杨光赵俊红董梦果 . GO/WO3/PANI复合材料的制备及其电化学性能研究. 轻工学报, 2018, 33(6): 34-41. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.06.005

    5. [5]

      孙淑敏周超吴琼王培远 . 三嗪基共价有机骨架/石墨烯复合材料的合成及其电化学性能研究. 轻工学报, 2018, 33(1): 43-48. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.01.006

    6. [6]

      李晓峰李正董会超夏同驰 . 掺锰氢氧化镍的机械球磨工艺及电化学性能研究. 轻工学报, 2012, 27(1): 7-11. doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2012.01.003

    7. [7]

      孙淑敏闫堉琦侯一航周超王培远 . 含S缺陷MoS2的合成及其电化学析氢反应性能研究. 轻工学报, 2021, 36(2): 55-63. doi: 10.12187/2021.02.008

    8. [8]

      张凯扬肖元化吴诗德苏当成方少明 . 碳酸锰纳米片阵列的制备及其电化学性能研究. 轻工学报, 2022, 37(2): 119-126. doi: 10.12187/2022.02.016

    9. [9]

      吴诗德魏伟李超 . SnO2/SiO2复合材料的合成与电化学性能. 轻工学报, 2011, 26(1): 43-46. doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2011.01.011

    10. [10]

      李莹苏钰李军陈成 . 不同方法制备的ZnMn2O4/RGO复合材料电化学性能对比分析. 轻工学报, 2020, 35(3): 44-51. doi: 10.12187/2020.03.006

    11. [11]

      马少康成永峰畅同晨吴海宏 . 注塑炭黑填充聚丙烯微观结构和导电性能的研究. 轻工学报, 2011, 26(5): 100-104. doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2011.05.025

    12. [12]

      秦浩王洋洋杨永超刘智敏佟勇徐海鑫 . 基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试. 轻工学报, 2019, 34(4): 59-63. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.04.009

    13. [13]

      邢雅兰陈泓州吴昊熊刚毅张世超 . 新型全固态聚合物电解质PEG475-DMAA的制备及其电化学性能研究. 轻工学报, 2018, 33(5): 69-76. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.05.009

    14. [14]

      刘星洁侯娟田数贾学伟李天笑许春平 . 基于氧化香菇多糖金纳米簇复合物的电化学发光在腐胺检测中的应用. 轻工学报, 2023, 38(5): 36-41,67. doi: 10.12187/2023.05.005

    15. [15]

      梁崇佳郭川磐冯孝中王明花张治红 . 基于AuNPs/rGO复合材料的电化学生物传感器用于Cu2+痕量检测的研究. 轻工学报, 2016, 31(1): 96-104. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.1.015

    16. [16]

      尹丽莎朱莹莹董吉林申瑞玲 . 超声处理对藜麦分离蛋白功能特性和微观结构的影响. 轻工学报, 2022, 37(2): 38-43. doi: 10.12187/2022.02.005

    17. [17]

      方华张振华常鑫波张含之张辉 . 分级多孔石墨烯/活性炭复合材料的制备及其电化学电容性能分析. 轻工学报, 2018, 33(5): 77-82. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.05.010

    18. [18]

      孙萍王梦曼王淑玲孙京新苗春伟黄河戴爱国张晶 . 娄地青霉和纳地青霉对发酵鸭肉制品理化特性和微观结构的影响. 轻工学报, 2022, 37(4): 18-25. doi: 10.12187/2022.04.003

    19. [19]

      秦浩尤佳刘智敏徐振忠张巍祁欣周明军 . 常温电化学氧气传感器寿命测试分析. 轻工学报, 2016, 31(1): 105-108. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.1.016

    20. [20]

      王利霞王诗文马伟伟樊凯奇 . DEFC不锈钢双极板的电化学行为研究. 轻工学报, 2017, 32(4): 16-20. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.4.003

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刘德伟, 杨鹏, 徐明升, 等. 还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
引用本文: 刘德伟, 杨鹏, 徐明升, 等. 还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响[J]. 轻工学报, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
LIU Dewei, YANG Peng, XU Mingsheng, et al. Effect of reducing agent concentration on microstructure and electrochemical properties of Nano-VO2(B)[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004
Citation: LIU Dewei, YANG Peng, XU Mingsheng, et al. Effect of reducing agent concentration on microstructure and electrochemical properties of Nano-VO2(B)[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(3): 28-36. doi: 10.12187/2020.03.004

还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响

    作者简介:刘德伟(1979-),男,河南省濮阳市人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为新能源材料与器件.
  • 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院, 河南 郑州 450001
基金项目:  国家自然科学基金项目(11405148,11775192,11975211);河南省教育厅项目(16A140022,14B140015)

摘要: 以V2O5为原料、草酸为还原剂,采用水热法制备不同草酸浓度下的系列纳米VO2(B)样品(c(H2C2O4)/c(V2O5)=x,1.00≤x≤2.50),对所制备样品的物相结构、微观形貌和电化学性能进行表征和分析.结果表明:所制备的样品均为单斜结构的纯相VO2(B);随着还原剂浓度的增大,VO2(B)样品的形貌逐渐由较小的纳米片变成较长的纳米棒;VO2(B)样品的结构缺陷主要为微孔;所得VO2(B)样品均具有较好的可逆性和循环稳定性,其中,当x=1.75时,VO2(B)样品具有较小的氧化还原峰电位差(0.111 V)和较小的电阻(0.770 Ω),且当电流密度为30 mA/g时,具有最大的比电容值(105.00 F/g),表现出更好的电化学性能.

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