Ard-chaighdeán Fe4[Fe(CN)6]3 Ullmhúchán nanacóib: Mar ábhar catóide do Ceallraí Sóidiam-ian Uisciúil
Wang Wu-Lian. Ardcháilíocht Fe4[Fe(CN)6]3 Nainiúb: Sintéis agus Feidhmíocht Leictriceimiceach mar Ábhar Catóide le haghaidh Ceallra Uisciúil Sóidiam-ian. Iris na nÁbhar Neamhorgánacha[J], 2019, 34(12): 1301-1308 doi: 10.15541/jim20190076
Rinneadh nanachóibí Fe4[Fe(CN)6]3 (Ceanncheathrú-FeHCF) d’ardchaighdeán a shintéisiú trí mhodh simplí hidriteirmeach. Tá a struchtúr, a mhoirfeolaíocht agus ábhar uisce tréithrithe. Fe4[Fe(CN)6]3 taispeántar cruth ciúbach rialta le méid aonfhoirmeach ca. 500 nm, a bhaineann leis an gcéim ciúbach aghaidh-lárnach. Fe4[Fe(CN)6]3 taispeántar toilleadh scaoilte de 124, 118, 105, 94, 83, 74 agus 64 mAh·g -1 ag 1C, 2C, 5C, 10C, 20C, 30C agus 40C ráta, faoi seach, sa leictrilíteach-Poileitéineach} ráta 40C, faoi seach, sa leictrilít-Poileitéineach} ol. Tá coinneáil na hacmhainne fós 100 faoin gcéad tar éis 500 timthriall muirir/scaoilte ag ráta 5C. Rinneadh an ceallra iomlán le Fe4[Fe(CN)6]3 mar chatóid agus NaTi2(PO4)3 mar anóid, a sheachadann dlús fuinnimh sonrach de 126 Wh·kg -1 (bunaithe ar na hábhair leictreoid gníomhacha) le haschur voltais de 1.9 V. Ina theannta sin, coinníonn 92 faoin gcéad dá chumas urscaoilte tosaigh tar éis timthriallta 140 Wh ar muirear/dis 140000 agus cóngarach don ráta C. faoin gcéad .
Ullmhú ábhair leictreoid
Ag baint úsáide as Na4Fe(CN)6 mar fhoinse iarainn aonair, rinneadh nana-ábhair Fe4[Fe(CN)6]3(HQ-FeHCF) ardcháilíochta a shintéisiú trí mhodh simplí hidriteirmeach. Ina theannta sin, rinneadh nana-ábhair Fe4[Fe(CN)6]3(LQ-FeHCF) ar chaighdeán íseal a shintéisiú trí mhodhanna traidisiúnta chun comparáid a dhéanamh, agus rinneadh staidéar ar struchtúr, ar mhoirfeolaíocht agus ar airíonna leictriceimiceacha HQ-FeHCF agus LQ-FeHCF. Ar deireadh, ag baint úsáide as Ceanncheathrú-FeHCF mar an leictreoid dhearfach, NaTi2(PO4)3 mar an leictreoid dhiúltach, agus NaClO4-H2O-gliocól poileitiléin (PEG) mar an leictrilít, cuireadh le chéile ceallraí lán-ian sóidiam uiscí.
Ceanncheathrú-FeHCF agus LQ-FeHCF ullmhú
Ag teocht an tseomra, cuireadh 4 g de polyvinylpyrrolidone K-30 (PVP) agus 0.126 g de decahydrate ferrocyanide sóidiam le 50 mL d'aigéad hidreaclórach uiscí ag pH=0.8, stir ar feadh 1 h, agus d'iompaigh an tuaslagán buí nuair a tuaslagtha go hiomlán é. Ansin, cuireadh an tuaslagán corraithe go haonfhoirmeach in oigheann ag 80 céim le haghaidh 12 h. Rinneadh an tuaslagán a fhuaraítear go teocht an tseomra a lártheifneoiriú chun deascán a fháil agus a ní le huisce dí-ianaithe. Tar éis 4 huaire a dhéanamh arís, fuarthas an sampla Ceanncheathrú-FeHCF trí thriomú in oigheann ag 80 céim ar feadh 8 h.
Cuir 2.7 g de heicseahiodráit clóiríd ferric agus 3.6 g de dhícahydrate ferrocyanide sóidiam isteach i 100 ml d'uisce dí-ianaithe, faoi seach. Corraigh ag 60 céim go dtí go bhfuil an dá réitigh tuaslagtha go hiomlán. Ansin cuireadh tuaslagán salainn heicseahiodráit clóiríd ferric le tuaslagán salainn dícahydrate ferrocyanide sóidiam chun méid mór deascán dorcha gorm a ghiniúint. Tar éis goir ag 60 céim ar 1 h, lártheifneoiríodh an tuaslagán chun deascán a fháil, a nite le huisce dí-ianaithe ceithre huaire, agus ansin triomaíodh é in oigheann ag 80 céim ar feadh 8 h chun an sampla LQ-FeHCF a fháil.
Meascaíodh na hábhair leictreoid ullmhaithe de réir an chóimheas m (ábhar gníomhach): m (aicéitiléine dubh): m (fluairíd polaivinileidín (PVDF)){{{{{{0}:15:10). Cuir méid cuí N-methylpyrrolidone (NMP) leis agus corraigh ar feadh 8 h, agus ansin scaipeadh an sciodair go cothrom ar mhogalra ciorclach tíotáiniam le trastomhas de thart ar 1.3 cm. Déan é a thriomú in oigheann ag 80 céim ar 12 h, agus ansin brúigh sé isteach i leathán tanaí le brúigh táibléid faoi bhrú 10 MPa chun leictreoid oibre a dhéanamh. Cuireadh córas trí leictreoid le chéile ag baint úsáide as sreang platanam mar an leictreoid chuntar agus clóiríd airgid mar an leictreoid tagartha. Tástáladh an t-ardán muirear-urscaoilte, feidhmíocht rátaí agus cobhsaíocht timthrialla Ceanncheathrú-FeHCF. Baineadh úsáid as bileog leictreoid Ceanncheathrú-FeHCF le trastomhas de 1.3 cm mar an leictreoid dhearfach (1.14 mg luchtú ábhar gníomhach). Baineadh úsáid as bileog leictreoid NaTi2(PO4)3 mar an leictreoid dhiúltach (ba é 2.73 mg an luchtú ábhar gníomhach). Cruthaíodh ceallraí iomlán le haghaidh tástála feidhmíochta muirear-urscaoilte srutha tairiseach, agus ba é 0-2 V an raon voltas muirir-urscaoilte tairiseach-srutha an chórais ceallraí. Ní ríomhtar cumas urscaoilte leictreoid agus dlús fuinnimh ceallraí bunaithe ar mhais an ábhair ghníomhach amháin. Úsáideann an leictrilít córas NaClO4 móide H2O móide Polyethylene glycol (PEG).
Foghlaim níos mó faoi ábhair ceallraí ian sóidiam óTOB FUINNEAMH NUA.
