Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1175-1182

Модификация поверхности угольных электродов наночастицами оксида марганца

В. В. Чернявина a*, А. Г. Бережная a, Я. А. Дышловая a

a Южный федеральный университет
344090 Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 7, Россия

* E-mail: vchernyavina@yandex.ru

Поступила в редакцию 08.12.2021
После доработки 10.02.2022
Принята к публикации 11.02.2022

Аннотация

Композит МnO2/С получен методом катодного электрохимического осаждения в различных условиях. Исследованы структурные характеристики и элементный состав МnO2/С методом энергодисперсионного микроанализа с использованием комплексного аналитического прибора на сканирующем электронном микроскопе VEGA II LMU и системой микроанализа INCA ENERGY450/XT с детектором X-Act DDD. Электрохимические характеристики электродов определены методами циклической вольт-амперометрии, гальваностатического заряда-разряда и импедансной спектроскопии. Показано, что активированный уголь марки Norit DLS SUPRA 50 можно использовать в качестве материала подложки для электроосаждения MnO2. Установлена зависимость электрохимических свойств композитных электродов МnO2/С от условий электрохимического осаждения. Емкостные характеристики композита МnO2/С на 30% больше по сравнению с угольным электродом, что делает его перспективным материалом электрода для электрохимических конденсаторов на водном электролите.

Ключевые слова: электрохимический конденсатор, активированный уголь, водный нейтральный электролит, оксид марганца

Список литературы

  1. Simon P., Gogotsi Y. // Nature Mater. 2008. V. 7. № 11. P. 845. https://doi.org/10.1038/nmat2297

  2. Вольфкович Ю.М. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 4. С. 197. [Volfkovich Yu.M. // Russ. J. Electrochem. 2021. V. 57. № 4. Р. 311.] https://doi.org/10.1134/S1023193521040108

  3. Нижегородова А.О., Кондратьев В.В. // Электрохимия. 2014. Т. 50. № 12. С. 1292. [Nizhegorodova A.O., Kondratiev V.V. // Russ. J. Electrochem. 2014. V. 50. № 12. P. 1157.] https://doi.org/10.1134/S1023193514120052

  4. Шабалина А.В., Шарко Д.О., Корсакова Д.Р. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 2. С. 271. [Shabalina A.V., Sharko D.O., Korsakova D.R. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 2. Р. 271.] https://doi.org/10.1134/S003602362002014X

  5. Kornilov D.Yu., Gubin S.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 13. P. 1965. https://doi.org/10.1134/S0036023620130021

  6. Huang M., Zhang Y., Li F. et al. // J. Power Sources. 2014. V. 252. P. 98. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.12.030

  7. Chen L.-F., Huang Z.-H., Liang H.-W. et al. // Adv. Mater. 2013. V. 25. № 34. P. 4746. https://doi.org/10.1002/adma.201204949

  8. Иванова А.Г., Карасев Л.В., Масалович М.С. и др. // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46. № 1. С. 99. [Ivanova A.G., Masalovich M.S., Zagrebelny O.A. et al. // Glass Phys. Chem. 2020. V. 46. № 1. P. 96.] https://doi.org/10.1134/S1087659620010101

  9. Toupin M., Brousse T., Belanger D. // Chem. Mater. 2004. V. 16. № 16. P. 3184. https://doi.org/10.1021/cm049649j

  10. Dai Y., Chen L., Babayan V. et al. // J. Mater. Chem. A. 2015. V. 3. P. 21337. https://doi.org/10.1039/C5TA06958K

  11. Bailey M., Denman J., King B. et al. // J. Electrochem. Soc. 2011. V. 159. № 2. P. A158. https://doi.org/10.1149/2.080202jes

  12. Hatzell K.B., Fan L., Beidaghi M. et al. // Appl. Mater. Interf. 2014. V. 6. P. 8886. https://doi.org/10.1021/am501650q

  13. Huang Z.H., Song Y., Xu X.X. et al. // Appl. Mater. Interf. 2015. V. 7. P. 25506. https://doi.org/10.1021/acsami.5b08830

  14. Subramanian V., Zhu H., Wei B. // Chem. Phys. Lett. 2008. V. 453. P. 242. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2008.01.042

  15. Wang X., Wang X., Huang W. // J. Power Sources. 2005. V. 140. P. 211. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.07.033

  16. Zhang Y., Sun C., Lu P. et al. // CrystEngComm. 2012. V. 14. P. 5892. https://doi.org/10.1039/C2CE25610J

  17. Kim I.-T., Kouda N., Yoshimoto N. et al. // J. Power Sources. 2015. V. 298. P. 123. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.08.046

  18. Ye Z., Li T., Ma G. et al. // J Power Sources. 2017. V. 351. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.104

  19. Du J., Shao G., Qin X. et al. // Mater. Lett. 2012. V. 84. P. 13. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.06.059

  20. Чернявина В.В., Бережная А.Г. // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 11. С. 1. [Chernyavina V.V., Berezhnaya A.G. // Russ. J. Electrochem. 2018. V. 54. № 11. P. 835.] https://doi.org/10.1134/S1023193518110022

  21. Devaraj S., Munichandraiah N. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. № 11. P. 4406. https://doi.org/10.1021/jp7108785

Дополнительные материалы отсутствуют.