研究目的
采用SILAR法制备SnO2-RuO2混合薄膜并研究其电化学特性在超级电容器中的应用。
研究成果
总之,我们通过简单且低成本的SILAR方法在低温下成功合成了SnO?–RuO?混合薄膜。此外,在制备混合薄膜时,通过改变沉积循环次数来调节混合薄膜中SnO?和RuO?的含量。结构分析结果表明,随着RuO?含量的增加,混合薄膜从纳米晶态逐渐转变为非晶态。同样地,表面形貌也随着RuO?含量的增加,从多孔纤维状结构转变为多孔纳米颗??蚣?,最终形成团聚的纳米颗粒。最后,SnO?–RuO?混合薄膜(SnO?与RuO?比例为1:3)的电化学性能显示出185 F/g的比电容,其中RuO?的最大利用率为1010 F/g。因此,这种简单且低成本的SILAR方法可通过结合贵金属高电活性的RuO?来提升其他电化学材料的电化学性能。
研究不足
本工作采用的方法是低温溶液直接沉积成膜法,与其他化学方法(如按计量混合元素形成所需复合材料)不同,该方法难以预测沉积过程中SnO2和RuO2的具体含量。EDAX等技术仅能显示存在的元素,但无法提供重量分数。XRD曲线同样无用,因为其中一种相RuO2呈非晶态。
1:实验设计与方法选择:
采用五烧杯体系的SILAR法在不锈钢基底上沉积SnO?-RuO?混合薄膜。分别使用0.05 M氯化亚锡(SnCl?·2H?O)和0.01 M三氯化钌(RuCl?·xH?O)阳离子溶液作为锡(Sn??)和钌(Ru3?)离子源,阴离子溶液包含1% H?O?和维持343 K的热水分别作为氧源和OH?离子源。
2:05 M氯化亚锡(SnCl?·2H?O)和01 M三氯化钌(RuCl?·xH?O)阳离子溶液作为锡(Sn??)和钌(Ru3?)离子源,阴离子溶液包含1% H?O?和维持343 K的热水分别作为氧源和OH?离子源。
样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:将循环比3:
3:
4:
3和2:3的SnO?-RuO?混合薄膜分别命名为S1、S2、S3和S4用于后续研究。
5:SS3和S4用于后续研究。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:配备Cr Kα靶(λ=2.2870 ?)的飞利浦(PW-3710)衍射仪、布鲁克拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)(JSM 7100F)、WonATech自动电池循环系统(WBCS)、Zplot程序(Scribner Associates Inc.)下的VersaSTAT 3G频率响应分析仪(FRA)。
6:2870 ?)的飞利浦(PW-3710)衍射仪、布鲁克拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)(JSM 7100F)、WonATech自动电池循环系统(WBCS)、Zplot程序(Scribner Associates Inc.)下的VersaSTAT 3G频率响应分析仪(FRA)。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将涂覆SnO?的基底浸入RuCl?溶液使Ru3?离子吸附于基底表面,随后将该基底浸入343 K热水浴中,OH?离子与Ru3?反应生成Ru(OH)?,过量OH?进一步与Ru(OH)?反应形成RuO?。
7:数据分析方法:
通过循环伏安曲线计算总比电容(CS,T)和基于RuO?的比电容(CS,Ru)。
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