微晶形状对锐钛矿型TiO2材料超级电容器性能的影响

TM53; 研究了晶粒各向异性对锐钛矿型TiO2 电化学性能的影响,这对超级电容器材料性能提升具有显著的意义.利用水热合成法,以 HF和 H2SO4 为不同的酸性形貌诱导剂,钛酸四丁酯为钛源制备了片状和球状微晶的TiO2,两者会暴露不同的晶面.经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)证实片状TiO2 暴露的晶面是高活性{001},而球状 TiO2 暴露的晶面具有随机性.采用 X 射线光电子能谱(XPS)和比表面及孔隙度分析(BET)以及相应的电化学性能测试:结果表明片状 TiO2 的比表面积(112.76 m2/g)是球状TiO2 比表面积(46.88 m2/...

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Published in功能材料 Vol. 54; no. 7; pp. 7018 - 7025
Main Authors 王小东, 张研研, 许春香, 王红霞, 张王刚, 李涛涛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学 材料科学与工程学院,太原 030024%中北大学 机械工程学院,太原 030051 2023
Subjects
片状
球形
微晶形状
锐钛矿型TiO2
platy
spherical
超级电容器
anatase TiO2
microcrystalline shape
supercapacitor
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2023.07.003

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Summary:TM53; 研究了晶粒各向异性对锐钛矿型TiO2 电化学性能的影响,这对超级电容器材料性能提升具有显著的意义.利用水热合成法,以 HF和 H2SO4 为不同的酸性形貌诱导剂,钛酸四丁酯为钛源制备了片状和球状微晶的TiO2,两者会暴露不同的晶面.经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)证实片状TiO2 暴露的晶面是高活性{001},而球状 TiO2 暴露的晶面具有随机性.采用 X 射线光电子能谱(XPS)和比表面及孔隙度分析(BET)以及相应的电化学性能测试:结果表明片状 TiO2 的比表面积(112.76 m2/g)是球状TiO2 比表面积(46.88 m2/g)的 2.41 倍,片状TiO2 超级电容器的比电容(174.0 F/g)是球状 TiO2 超级电容器比电容(67.00 F/g)的 2.59 倍,同时片状 TiO2 超级电容器与球状 TiO2 超级电容器相比,表现出更高的循环稳定性.片状TiO2 优异的性能主要归因于高比面积以及暴露的高活性{001}晶面.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2023.07.003