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五氧化二钒(V2O5)由于其比容量高,放电电压高,价格低,资源丰富等,因此被广泛应用于锂离子电池的阴极材料。(MnO2)由于其具有较高的理论比电容,较低的价格,环境友好,因此其在电容器领域广受青睐。然而,电导率低和结构稳定性差成为其应用的瓶颈问题。这里,通过水热法合成V2O5纳米带,MnO2纳米棒先驱体,并通过界面氧化还原法合成五氧化二钒/银异质结(V2O5/Ag),五氧化二钒/铜异质结(V2O5/Cu),二氧化锰/银异质结(MnO2/Ag),二氧化锰/铜异质结(MnO2/Cu),利用X-射线衍射法(XRD),扫描电镜(SEM),高倍透射电镜(HRTEM),循环伏安曲线(CV)和恒电流充放电(CP)对异质结构进行研究。 (1)采用水热法合成了V2O5纳米带和MnO2纳米棒,通过X射线相分析可知合成的分别是V2O5?nH2O相的纳米带,β相MnO2纳米棒。V2O5纳米带宽为:100-150nm左右,晶格间距为:0.21nm,β相MnO2纳米棒为:30nm左右,晶格间距为:0.318nm。 (2)通过界面氧化还原的方法合成了V2O5/Ag,V2O5/Cu,MnO2/Ag,MnO2/Cu。通过HRTEM,XRD,EDS,TEM对合成的样品进行表征。实验表明:超声时间以及硝酸银用量对异质结形貌有着重要的影响。由于超声反应使得异二聚体有共格界面,且界面结合的非常紧密。 (3)使用三电极体系分别测试了V2O5/Ag,V2O5/Cu,MnO2/Ag,MnO2/Cu的循环伏安曲线和恒电流充放电。在三电极体系中异质结为工作电极,铂电极为辅助电极,甘汞电极为参比电极,0.5mol/L的硫酸钠溶液为电解液。实验表明:不同扫描速度以及不同浓度的硝酸银对循环伏安曲线有着不同的影响。异质结比纯电极活性物质表现出较优的倍率性能。 总之,银和铜的加入有效的改善了电极材料的电化学性能,特殊的形貌会大大提高电极的容量,而且会使得其循环性能大幅度提高。银和铜修饰的V2O5和MnO2具有较好的导电性,致使其成为电池材料的候选者。