硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe~3+/Fe~2+的电催化性能与准电容特性
Electrocatalytic Performance and Pseudo-Capacitive Characteristics of Modified Graphite Electrode with Fe~3+ /Fe~2+ in H2 SO4 Solution
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文摘
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通过循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法,研究了电化学改性石墨电极对硫酸溶液中Fe~3+/Fe~2+的电催化性能与准电容特性.结果表明:由于电化学改性石墨电极表面存在大量的含氧活性官能团,使其对Fe~3+/Fe~2+的氧化还原反应具有极高的电催化性能,并具有可逆反应过程特征.在含有0.5mo·lL~-1Fe~3++0.5mo·lL~-1Fe~2+的2.0mo·lL~-1H_2SO_4溶液中,其表观面积比电容是不含铁离子硫酸溶液的1.808倍,达到2.157F·cm~-2;同时,铁离子浓度的增大也能够进一步提高其电容量.Fe~3+/Fe~2+电对的加入增加了充放电时间,有效提高了电化学电容器(EC)的电容存储容量和高功率特性.电化学阻抗谱测试同样证实体系具有明显的电容特性.因此,可以利用电化学改性石墨电极表面的含氧活性官能团和溶液中Fe~3+/Fe~2+的氧化还原特性来共同储存和释放能量. |
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其他语种文摘
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The electrocatalytic performance and pseudocapacitive characteristics of a modified graphite electrode(MGE)with Fe~3+ /Fe~2+ in H_2SO_4 solution were studied by cyclic voltammetry(CV),constant current charge-discharge measurements,and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).The results showed that the MGE had high electrocatalytic activity and good reversible characteristics for the redox reaction of Fe~3+ /Fe~2+ because of a large quantity of oxygen-containing functional groups on the MGE surface.The apparent area-specific capacitance of the MGE in 2.0 mol·L ~-1 H_2SO_4 solution containing 0.5 mol·L~-1 Fe~3+ and 0.5 mo·lL~-1 Fe~2+ reached 2.157 F·cm~-2,which was almost double that in 2.0 mo·lL~-1 H_2SO_4 without Fe~3+ / Fe~2+.Meanwhile,increasing the concentration of iron ions increased the capacitance of the MGE.The addition of Fe~3+ /Fe~2+ made the charge-discharge curves more symmetric and change more slowly,which increases the charge-discharge time,and effectively improves the capacitive energy storage and high power performance for an electrochemical capacitor(EC).The obvious capacitive characteristics were confirmed by EIS,and are attributed to the oxygen-containing functional groups on the MGE and the Faraday redox reaction of Fe~3+ /Fe~2+ in the thin electrolyte layer.Therefore,the oxygen-containing functional groups on the MGE surface and redox reaction of Fe~3+ /Fe~2+ can be used together for energy storage and release. |
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来源
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物理化学学报
,2012,28(3):603-608 【核心库】
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DOI
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10.3866/pku.whxb201112272
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关键词
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电化学改性石墨电极
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铁离子
;
电催化
;
电化学电容
;
准电容
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地址
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1.
中国海洋大学化学化工学院, 海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室, 山东, 青岛, 266100
2.
中国科学院金属研究所, 沈阳, 110016
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1000-6818 |
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学科
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化学 |
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基金
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山东省博士基金
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中央高校基础科研基金资助项目
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文献收藏号
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CSCD:4460120
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参考文献 共
24
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