بررسی مواد الکترود اسپینل MnCo2O4 تهیه شده از طریق چرخه سنتز کنترل شده و کنترل نشده در کاربردهای سوپر خازنی

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

بررسی مواد الکترود اسپینل MnCo2O4 تهیه شده از طریق چرخه سنتز کنترل شده و کنترل نشده در کاربردهای سوپر خازنی

عنوان لاتین

Investigation on spinel MnCo2O4 electrode material prepared via controlled and uncontrolled synthesis route for supercapacitor application

به منظور بررسی اثر چرخه تهیه کردن بر روی رفتار الکتروشیمیایی نانو ذرات، کبالتیت منگنز (MnCo2O4) به روش احتراق (MnC-C) و هیدروترمال (MnC-H) سنتز شده است. خواص ساختاری نانو ذرات سنتز شده با استفاده از مطالعات دیفرکتومتری X-ray مشخصه یابی شده است که تشکیل فاز اسپینل مکعبی با متوسط کریستالیت سایز 26 نانومتر برایی نمونه آماده شده به روش احتراقی و 24 نانومتر برای روش هیدروترمال را تایید می نماید. طیف FTIR دو باند قوی مشاهده شده در cm-1 651 و 559 را نشان میدهد که ارتعاشات کششی مکانهای تتراهدرال و اکتا هدرال ترکیبهای اسپینل MnCo2O4 را مشخص می نماید. آنالیز عنصری، وضعیت اکسیداسیون و ترکیب شیمیایی این نانوذرات با استفاده از طیف سنجی فوتوالکترون X-ray تست شده اند. مورفولوژی نانو ذرات سنتز شده با استفاده از تصاویر SEM آنالیز شده است. موفولوژی تکه های پوسته مانند آزادانه برای MnC-H مشاهده شده است و ساختار شبکه ای اسفنجی با حفرات و سوراخها در مورد نمونه های MnC-C مشاهده شده است. آنالیز BET حضور مزوپورها و میکروحفرات را در ترکیبات آماده شده نشان می دهد. اثر چرخه آماده سازی بر روی رفتار خازنی با استفاده از انجام مشخصه یابی الکتروشیمیایی مانند ولتامتری چرخه ای، کرنوپتانسیومتری و آنالیز امپدانس AC مورد بررسی قرار گرفته است. MnC-H ظرفیت ویژه بالاتر از Fg-1 671 در سرعت اسکن mVs-1 5 در مقایسه با Fg-1 510 ظرفیت MnC-C را نشان داده است. MnC-H در بالاتر از 1000 سیکل مداوم ماندگاری ظرفیت عالی 92% را نشان داده است. نتایج بیان میکند که MnCo2O4 تهیه شده با شرایط سنتز کنترل شده (هیدروترمال) عملکرد بهتری در مقایسه با آماده سازی احتراقی را نشان می دهد.

To analyze the impact of preparation routes on the electrochemical behavior of nanoparticles, manganese cobaltite (MnCo2O4) has been synthesized by combustion (MnC-C) and hydrothermal route (MnC-H). The structural properties of synthesized nanoparticles were characterized by X-ray diffractometer studies which confirm the formation of cubic spinel phase with average crystallite size of 26 nm for combustion route prepared and 24 nm for hydrothermal route. The FT-IR spectrum shows two strong bands observed at 651 and 559 cm-1 that are characteristic to stretching vibrations of tetrahedral and octahedral sites of spinel MnCo2O4 compounds. Elemental analysis, oxidation state, and chemical composition of these nanoparticles were examined using X-ray photoelectron spectroscopy. The morphology of synthesized nanoparticles was analyzed by SEM images. Loosely packed flake-like morphology was observed for MnC-H and typical spongy network structure with voids or pores was seen for MnC-C samples. BET analysis reveals the presence of mesopores and micropores in the prepared compounds. Influence of preparation route on capacitor behavior was evaluated by performing electrochemical characterizations such as cyclic voltammetry, chronopotentiometry, and AC impedance analysis. MnC-H exhibits a higher specific capacitance of 671 F g-1 at 5 mV s-1 scan rate compared to 510 F g-1 exhibited by MnC-C electrode material. Excellent capacitance retention of 92 % was demonstrated by MnC-H over 1000 continuous cycling. Results indicate that MnCo2O4 prepared via controlled synthesis conditions (hydrothermal) shows better performance than combustion prepared.