Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học: Tổng hợp và khảo sát đặc tính điện hoá của vật liệu oxit mangan có chứa kim loại chuyển tiếp Fe, Co, Ni định hướng ứng dụng trong siêu tụ

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kết quả nghiên cứu nhận được từ luận án là cơ sở khoa học cho quá trình nghiên cứu tổng hợp được vật liệu mangan có chứa kim loại chuyển tiếp Fe, Co, Ni định hướng ứng dụng trong siêu tụ. Nghiên cứu của Luận án đóng góp vào sự phát triển nguồn điện đang thiếu tại Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học: Tổng hợp và khảo sát đặc tính điện hoá của vật liệu oxit mangan có chứa kim loại chuyển tiếp Fe, Co, Ni định hướng ứng dụng trong siêu tụ

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài (supercapacity). S [6, 9, 13]. oxit ( > 700 F/ ), ử ổ ế ộ ( 1 4 ) [6, 13]. T ộ ố .M , ừ x x . , thay cho rutini oxit ế. M x do : ẻ ú ổ e ẫ , ố ố .H trung . Song x ỹ ủ ổ . ế ế Me x ế . oxit mangan ó m ạ yể ế dụ r ê ụ” ế x Mn1-xMexOz (Me = Co, Fe, Ni) ộ oxit mangan MnOz, . 2. N i un n hiên cứu của luận án  ổ x x kim ế Me (Fe, Co, Ni) x M 1-xMexOz e -gel.  ộ ố ế ố( ế Fe, Co, Ni x M 1-xMexOz; ộ xử ẫ ) ế ú ủ . 1
 x ế ộ ủ x M xMe1-xOz ố ổ - ú - ủ . 3. Ý n hĩa khoa học và thực tiễn của luận án ế ừ ổ x ế Fe . ộ ố ế ố ( ộ xử ẫ ) ổ ế ủ . ế ủ x M 1-xMexOz . ế ủ ố . ủ ế . 4. Điểm mới của luận án S ủ ộ x . ổ x ế Fe e - e . Sử so ủ oxit mangan x M 1-xMexOz. ộ ố ổng - ú - ủ Mn1-xMexOz. G ế ộ ủ x M 1-xMexOz. 5. Cấu trúc của luận án 111 trang: (3 ) ổ (30 trang), (11 ) ế (56 ) ế (1 ) ố ủ (1 ). 18 80 107 . 2
Chƣơn 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về siêu t S ế ộ .M , ộ [6, 9, 13]. ủ dung l ( 5000 Fara), cao ỷ (10-3 ÷ 100 ) [9, 16, 48]. , : ( ộ ) ( ộ ủ F ). ủ .T ế ộ ộ e ế ừ1÷5 ổ ủ . n ế 5 ÷ 10 ổ ủ [13, 21, 76]. cacbon. S ủ ố ( xố ..). x (RuO2, NiO, Co3O4, MnO2,...) th ế . x xi ộ ế ổ ú ú ủ [63, 72, 91]. e ẫ .T ủ ú . m ạ dụ r ê ụ [ 7] 3
1.2. Vật liệu oxit man an n cho siêu t T x x , [7, 10, 34, 47, 55, 71, 90, 101 . ủ x . 1.2.1. Đ c điểm của man an đio it M x (M ) , ủ ế MnO1.7÷2. C ú ủ M .T e ú , ủ M O6 M (O OH)6 ế . Theo M ú [7 37]: (i) ú ú ú ;( ) ú . MD x ử, t ẫ ố ố. MD xử ế e e . 1.2.2. O it man an – kim lo i chu ển tiếp ứn n tron siêu t MD : ổ ỹ ổ ( ỹ - e ế ủ , ỷ ...); ổ ố ế ( H ộ ộ,...) ử ỹ ế Me [27, 30, 60, 72, 75]. ế x ế .T x ế Me (Fe Co, Ni) ố . 1. .3. Các phƣơn pháp t n h p oxit mangan – kim lo i chu ển tiếp oxit mangan ế Me x M 1-xMexOz ổ e : sol-gel, ỷ ... Chƣơn : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thực n hiệm .1.1. Hoá chất n c và thiết thí n hiệm  H : MnSO4.H2O, Mn(NO3)2, CoSO4.7H2O, Co(CH3COO)2.4H2O, Fe2(SO4)3.5H2O, Fe(CH3COO)2.4H2O, KCl, 4
NiSO4.6H2O, Ni(CH3COO)2.4H2O, axeton (CH3)2CO, H2SO4 98%, axit citric C6H8O7.H2O, PEG, EDTA, NH3 25%.  ế : ố ỷ ế e e e ... M ừ ủ ộ x 0 01 ủ ... 2.1.2. T n h p vật liệu o it h n h p Mn1-xMexOz (Me = Fe, Co, Ni) th o phƣơn pháp điện hoá ế : Sử 3 : ố platin c e . M 2+ 0 3M 2+ n+ Mn -Me (Me = Fe, Co, Ni) ổ [M 2+] [Men+ 0 3M, ộ 50 mA/cm 2 ộ 80oC H 6 ÷ 7 ố ộ 200 / ú 60 ú , ẫ 100oC. M x M Oz Mn1-xMexOz 20 ÷ 30 μ . 2.1.3. T n h p vật liệu o it h n h p Mn1-xMexOz (Me = Fe, Co, Ni) th o phƣơn pháp sol-gel ế : axit citric (AC) poli etilen glycol (PEG) . ố 2+ Mn , Mn -Me (2+ n+ ừ 10 ÷ 40 Me) ố /ổ ố Me 2/1. 60 ÷ 70oC H ủ ừ 5 ÷ 6 H3 ế sol-gel. Sử ỹ ủ ủ - e ố ộ 400 / ú 600 / ú 800 / ú 30 . ủ ẫ ộ 80oC 2 . Mẫ ộ ừ 200 ÷ 500 . S o oxit MnOz Mn1-xMexOz 20 ÷ 30 μ . 2.2. Các phƣơn pháp n hiên cứu ử : x ( ), ử (S M), ổ x tia X (EDS), t (TGA), ế (CV), ổ ( ) ổ ( IS). Chƣơn 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Vật liệu o it h n h p Mn1-xMexOz (Me = Fe, Co, Ni t n h p th o phƣơn pháp điện hoá 5
3.1.1. Đƣ n con ph n cực ế ( 3.1) ế ủ M 2+ 0,3 V. Men+ (Fe3+, Co2+ hay Ni2+) ế ủ M 2+ ẫ ổ ủ Men+ . 0.20 2+ n+ (a)- [Mn ]:[Me ] = 1:0 0.16 r d d 2+ 3+ (b)- [Mn ]:[Fe ] = 1:1 0.12 (c)- [Mn ]:[Co ] = 1:1 2+ 2+ : i (A/cm ) (a)- [Mn2+]:[Men+]=1:0; 2 2+ 2+ (d)- [Mn ]:[Ni ] = 1:1 0.08 1.6 1.2 2 (b)- [Mn2+]:[Fe3+]=1:1; (c)- [Mn2+]:[Co2+]=1:1 i = 50 mA/cm (d) 0.04 1.0 (b) (b) 1.4 0.8 (a) (d) (d)- [Mn2+]:[Ni2+]=1:1 E (V)/SCE (a) 0.6 (c) (c) 1.2 0.4 0.00 E(V)/SCE 0.2 0.0 1.0 0 100 200 300 t (s) 400 500 600 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 0.8 E (V) /SCE 3.1. . Đƣ n con n tĩnh 0.6 H 3.2 - 20 40 60 80 ổ Mn1-xMexOz ộ 50 / 2 . 1.6 1.2 2 i = 50 mA/cm (d) 1.0 (b) 1.4 0.8 (d) (b) (a) - E (V)/SCE (a) 0.6 (c) (c) r r 1.2 0.4 : Miền chưa ổn định E(V)/SCE 0.2 Miền phát triển ổn đinh ̣ 1.0 0.0 0 100 200 300 t (s) 400 500 600 (a)- [Mn2+]:[Men+]=1:0; (b)- [Mn2+]:[Fe3+]=1:1; 0.8 (c)- [Mn2+]:[Co2+]=1:1 0.6 Miền phát triển ổn (d)- [Mn2+]:[Ni2+]=1:1 định 20 40 60 80 Thời gian (phút) S ổ ế c : (i) M ổ : 30 ổ x phit. (ii) M ổ : ừ 30 ế 60 ú ế ổ e ủ ổ ú ủ . 6
(iii) M ộ: 60 ú ủ ế ủ ế ủ x ộ ủ .L ộ . e ế 60 ú 20 ÷ 30 μ . 3.1.3. H nh thái ề m t vật liệu H 3.3 S M ủ MnOz Mn1-xMexOz (Me = Fe, Co, Ni). (a) (b) (a) (b) Mn1-xMexOz r d d : (c) (d) (a)- [Mn2+]:[Men+]=1:0; (c) (d) (b)- [Mn2+]:[Fe3+]=1:1; (c)- [Mn2+]:[Co2+]=1:1 (a) (d)- [Mn2+]:[Ni2+]=1:1 (a) B xố . ẫ M Oz xố . Fe x Mn1-xFexOz xố 5  10 nm, Mn1-xCoxOz 20  30 ủ Mn1-xNixOz x 10  20 nm. 3.1.4. Cấu trúc vật liệu Cường độ nhiễu xạ 2+ 3+ (e)- [Mn ]:[Ni ]=1:1 z 2+ (d)- [Mn ]:[Fe ]=1:1 3+ Mn1-xMexOz sau o 2+ (c)- [Mn ]:[Co ]=1:1 3+ khi y C 2+ (b)- [Mn ]=0.3M (a)- Graphit 20 30 40 50 60 70 Góc nhiễu xạ (2 theta) 7
ế ủ x Mn1-xMexOz ủ . M ủ ẫ x ủ x x ủ e ổ ủ ế . ế [3, 4, 8, 10, 29, 49, 62 ố x – ế Me ế e ộ 100oC. 3.1.5. Ph n tích thành phần hoá học ế S ủ MnOz Mn1-xMexOz 3.1 3.1 yê z Mn1-xMexOz Vật liệu Mn1-xFexOz Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Th n s M1 F1 F2 F3 F4 Fe (%) - 1,32 2,32 3,48 3,72 Mn (%) 19,18 23,99 21,89 21,03 18,26 O (%) 80,82 74,69 75,79 75,49 78,02 Số oxi h ủ M 3,808 3,818 3,819 3,846 3,834 Vật liệu Mn1-xCoxOz Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Th n s M1 C1 C2 C3 C4 Co (%) - 0,01 0,24 0,68 0,79 Mn (%) 19,18 26,31 24,55 21,98 14,95 O (%) 80,82 73,68 75,21 77,34 84,36 Số x ủ M 3,808 3,841 3,849 3,852 3,867 Vật liệu Mn1-xNixOz Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Th n s M1 N1 N2 N3 N4 Ni (%) - 1,05 1,27 2,36 2,55 Mn (%) 19,18 27,53 24,21 21,84 20,69 O (%) 80,82 71,42 74,52 75,80 76,76 Số x ủ M 3,808 3,837 3,855 3,839 3,841 3.1.6. Ho t tính điện hoá và đ c trƣn siêu t ế ủ Mn1-xMexOz 2M ố ộ ế 25 mV/ 3.6 8
8 8 8 v = 10 mV/s 6 6 6 dung dich KCl 2 M e e e d d c d a c 4 b 4 a c 4 b b a 2 2 2 I (A/g) I (A/g) I (A/g) 0 0 0 -2 -2 -2 2+ 2+ 2+ -4 a) [Mn ]=0.3M -4 [Mn2+ a) [Mn2+ ]=0.3M a) ]=0.3M -4 a) [Mn ]=0.3M 2+ 3+ a)- [Mn 2+ ] = 0.3M 2+ 2+ 2+ 2+ b) [Mn ]:[Fe ]=9:1 b) [Mn b) [Mn ]: [Co 2+ ]: [Co 2+ ]=9:1 3+ ]=9:1 b) [Mn ]:[Ni ]=9:1 2+ 3+ b)- [Mn 2+ ]:[Fe 2+ 2+ ]2+=9:1 2+ 2+ c) [Mn ]:[Fe ]=5:1 c) [Mn c) [Mn 2+ ]:]: [Co [Co ]=5:1 3+ ]=5:1 c) [Mn ]:[Ni ]=5:1 -6 c)- [Mn 2+ ]:[Fe ]2+ =5:1 -6 2+ 3+ d) [Mn ]:[Fe ]=2:1 -6 d) [Mn d) [Mn 2+ 2+ ]:]: [Co [Co 2+ ]=2:1 3+ ]=2:1 2+ 2+ d)- [Mn 2+ ]:[Fe 2+ 2+ ]2+=2:1 d) [Mn ]:[Ni ]=2:1 2+ 3+ e) [Mn [Mn ]: [Co [Co ]=1:1 e) [Mn ]:[Fe ]=1:1 e)-e)[Mn 2+ ]: ]:[Fe 3+ ]=1:1 ] =1:1 2+ 2+ e) [Mn ]:[Ni ]=1:1 -8 -8 -8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 E (V) / SCE E (V) / SCE E (V) / SCE 3.6. V Mn1-xMexOz ủ Mn1-xMexOz ố ủ . hi Me (Me = Fe, Co, Ni) oxit mangan x ủ ố ộ ế ộ . ủ ủ . 3.2. D rê Mn1-xMexOz (v =25 mV/s) C Mẫu Mẫu C (F/g) Mẫu C (F/g) Mẫu C (F/g) (F/g) F1 169,3 C1 168,5 N1 204,5 F2 181,4 C2 172,8 N2 247,5 M1 167,3 F3 231,7 C3 179,2 N3 214,9 F4 197,2 C4 185,6 N4 188,6 S ủ x Mn1-xMexOz x M Oz ủ ủ ế x [53, 54, 58, 66]: ()- x – ử ổ ố x ủ trong oxit. 3MnO2 + 2H2O + 4e ↔ M 3O4 + 4OH- ( Ư 3.4) ( )- + – ố . MnO2 + K+ + e ↔ M OO ( Ư 3.5) H x ộ ủ . ủ ế Fe trong oxit man xố ế xú x ế . 9
K ế ố ộ ủ oxit Mn1-xMexOz ổ ế 3.7 ế 3.9 320 220 280 2+ 2+ Oxit Mn1-xFexOz [Mn ]=0.3M Oxit Mn1-xCoxOz [Mn ]=0.3M Oxit Mn1-xNixOz 2+ [Mn ]=0.3M 2+ 3+ 2+ 2+ 280 [Mn ]:[Fe ]=9:1 200 [Mn ]:[Co ]=9:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=9:1 2+ 3+ 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=5:1 240 2+ 2+ [Mn ]:[Fe ]=5:1 [Mn ]:[Ni ]=5:1 2+ 3+ 2+ 2+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 [Mn ]:[Co ]=2:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=2:1 2+ 3+ 180 2+ 2+ 240 [Mn ]:[Fe ]=1:1 [Mn ]:[Co ]=1:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 200 C (F/g) 160 C (F/g) C (F/g) 200 140 160 160 120 120 120 100 80 80 0 50 100 150 200 0 50 100 150 200 0 50 100 150 200 v (mV/s) v (mV/s) v (mV/s) 3.7 3.8 3.9 é ế é ế 160 é ế d rê d rê 140 240 220 d rê Oxit Mn1-xCoxOz Oxit Mn1-xNixOz Mn1-xFexOz Mn1-xCoxOz 120200 100 180 Mn1-xNixOz Tố ộ ế ủ 160 C (F/g) do C (F/g) (F/g) 80140 (F/g) 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=1:1 2+ 2+ 120 [Mn ]:[Co ]=2:1 CC ế 60 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=5:1 100 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=9:1 2+ 40 80 [Mn 2+] = 0.3M 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 ế ủ 60 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=2:1 20 2+ 2+ 40 [Mn ]:[Ni ]=5:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=9:1 0 20 F ủ .T 2+ [Mn ] = 0.3M kế 0 0 0 100 100 200 Chu Chu kú Chukykỳ 200 ̀ 300 300 400 400 500 500 ố ộ ừ5 / ÷ 200 / Chu kỳ 160 180 ủ ẫ 100 F/ ế ố ộ 240 Oxit Mn1-xCoxOz Oxit Mn1-xFexOz 140 220 120200 Oxit Mn1-xNixOz khi 160 140 (200 100 180 /) ẫ ố 120 C (F/g) (F/g) 160 100 C (F/g) CC(F/g) . C (F/g) (F/g) 80140 (F/g) 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=1:1 2+ 2+ 80 120 [Mn ]:[Co ]=2:1 CC 2+ 3+ 60 2+ 2+ [Mn ]:[Fe ]=1:1 [Mn ]:[Co ]=5:1 60 T ổ ủ x ộ 100 2+ 2+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 [Mn ]:[Co ]=9:1 2+ 2+ 3+ 40 80 [Mn 2+] = 0.3M 40 [Mn ]:[Fe ]=5:1 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 2+ 3+ 60 2+ 2+ [Mn ]:[Fe ]=9:1 [Mn ]:[Ni ]=2:1 ủ ộ .S ổ ủ 20 2+ 2+ 20 2+ [Mn ]=0.3M 40 [Mn ]:[Ni ]=5:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=9:1 0 0 20 2+ [Mn ] = 0.3M 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 500 0 Chu kú Chu Chu ky 0 100 Chu 200 Chu kú Chukykỳ ̀ Chu kỳ 300 400 500 3.10 kỳ̀ 160 240 180 240 Oxit Mn1-xCoxOz 220 Oxit Mn1-xNixOz Oxit Mn1-xFexOz 140 160 220 Oxit Mn1-xNixOz 200 120200 180 140 180 160 120 100 160 (F/g) 140 CC(F/g) C (F/g) C (F/g) (F/g) C (F/g) 100 (F/g) CC(F/g) 80140 C C(F/g) 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=1:1 120 2+ 2+ 80 120 [Mn ]:[Co ]=2:1 100 2+ 3+ 60 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=5:1 [Mn ]:[Fe ]=1:1 60 100 2+ 2+ 80 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 [Mn ]:[Co ]=9:1 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 2+ 40 80 [Mn 2+] = 0.3M 60 2+ 2+ 40 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=5:1 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 [Mn ]:[Ni ]=2:1 2+ 2+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=9:1 60 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=2:1 40 [Mn ]:[Ni ]=5:1 20 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=9:1 20 2+ [Mn ]=0.3M 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=5:1 40 20 2+ 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=9:1 [Mn ] = 0.3M 0 0 20 2+ 0 [Mn ] = 0.3M 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 Chu kú 0 Chu kú Chu Chu ky kỳ̀ 0 100 Chu Chukykỳ 200 ̀ 300 400 500 Chu Chu ky kỳ̀ y d rê Chu kỳ 240 220 3.10. Oxit Mn1-xNixOz 180 180 160 Oxit Mn1-xFexOz Oxit Mn1-xFexOz 200 180 160 140 Mn1-xMexOz 140 120 160 D 120 ủ M Oz Mn1-xMexOz (F/g) 100 CC(F/g) (F/g) 140 CC(F/g) C (F/g) (F/g) 100 CC(F/g) 120 e ố ộ ố 80 g 100 80 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 80 60 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=1:1 60 2+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=1:1 3+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 . S ủ x 2+ 3+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 40 [Mn ]:[Fe ]=5:1 60 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=2:1 2+ 3+ 2+ 3+ 2+ 2+ 40 [Mn ]:[Fe ]=5:1 [Mn ]:[Fe ]=9:1 40 [Mn ]:[Ni ]=5:1 20 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=9:1 [Mn ]=0.3M [Mn ]:[Ni ]=9:1 20 2+ : 20 2+ [Mn ]=0.3M [Mn ] = 0.3M 0 0 0 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 Chu kú Chu kỳ Chu kú (i)- T ộ Chu Chu ky kỳ̀ Chu Chu ky kỳ̀ 180 .T Oxit Mn1-xFexOz 240 160 140 220 200 Oxit Mn1-xNixOz Mn1-xMexOz 120 180 (F/g) 160 100 CC(F/g) (F/g) 140 CC(F/g) 80 2+ 3+ 120 [Mn ]:[Fe ]=1:1 60 40 2+ 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=2:1 3+ [Mn ]:[Fe ]=5:1 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=9:1 100 80 10 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 60 2+ 2+ [Mn ]:[Ni ]=2:1 20 2+ [Mn ]=0.3M 2+ 2+ 40 [Mn ]:[Ni ]=5:1 2+ 2+ 0 [Mn ]:[Ni ]=9:1 0 100 200 300 400 500 20 2+ [Mn ] = 0.3M Chu kú 0 Chu kỳ 0 100 200 300 400 500
ẫ M O z. S ủ ế Fe x [83, 85, 89, 100]. (ii)- ế ủ ế . ổ ủ x ế ố ủ x ố . S 500 x Mn1-xMexOz ộ ẫ ổ ừ [M ]:[Me ] = 1:1. 2+ n+ Tổ ( S) ủ x M Oz Mn1-xMexOz 2M. S ủ x x 70 3.11. r ó: Rs: 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=1:1 60 ; 50 Rct: ; Zw: -Z i (cm ) 2 Tổ ế ; CPE1: H 40 30 20 ố ; CPE2: H ố sau tong hop 10 quet 10 CV 3.11. mạ 0 quet 100 CV 0 cho 10 20 . 30 40 2 Zr (cm ) 50 60 70 80 70 2+ [Mn ] = 0,3M 2+ 3+ [Mn ]:[Fe ]=1:1 70 60 60 50 50 -Z i (cm ) 2 40 -Zi ( cm ) r 2 40 30 30 20 20 sau tổng sau tong hợp hop MnOz sau tonghợp sau tổng hop 10 quet 10 CV quét 10 CV quet quét 100 CV 500 CV 10 quet 10 quét quét 10 CV CV 500CV quet 100 CV Mn1-xMexOz 0 0 10 20 30 40 2 Zr (cm ) 50 60 70 80 0 0 10 20 30 40 2 Zr (cm ) 50 60 70 é : 60 2+ 2+ [Mn ]:[Co ]=1:1 12 2+ [Mn ]:[Ni ]=1:1 2+ 50 10 m 40 8 é : mạ -Zi ( cm ) -Z i (cm ) 2 2 30 6 20 4 tổnghop sautong sau hợp sautổng sau tonghợp hop 10 quet quét1010CV CV 2 quét quet 1010 CV CV quet quét100 500CV CV quét quet 500 100 CV CV 0 0 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 2 2 Zr (cm ) Zr (cm ) ế ổ ổ ủ M Oz, Mn1-xMexOz ( 3.12) ổ : ( )- ( )- ế , ố ộ ố ế ế ế ủ 11
Mn1-xMexOz ẫ ế ộ , ủ x ố M Oz [16, 65, 100, 104]. 3. . Vật liệu o it h n h p Mn1-xMexOz (Me = Fe, Co, Ni) t n h p th o phƣơn pháp sol-gel 3. .1. Ảnh hƣởn của thành phần kim lo i chu ển tiếp F Co, Ni t i t vật liệu ổ Fe, Co, x Mn1-xMexOz ổ . ẫ 10 Me ( Me Fe Co, ) ố . 3.2.1.2. C u t vật liệu T ế Me Mn80%, Co 10% 300C Mn80%, Co 1 ế ú ủ x . 300oC, M Oz 250 250 240 240 230 230 d=2.48932 220 220 d=4.95808 d=4.95808 Mn3O4 x ộ ế 210 210 d=2.75353 d=2.75353 pha Mn3O4 (▲), 200 d=3.07535 200 d=3.07535 190 190 180 180 170 170 ẫ ủ ế . V oxit 160 160 150 150 Lin (Cps) Lin (Cps) 140 140 130 130 Mn1-xMexOz (10% Me) x pic ủ x ố 120 120 110 110 100 100 90 90 M Me2O4 (▲).T ủ ẫ 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 ú ẫ . 10 20 30 40 50 60 10 20 30 2-Theta - Scale 2-The Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered Mn80%, Co 10% 300C Mn80%,Co Mn80%, Co10% 10%300C 300C 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered Mn80%, Ni 2 250 250 250 300 240 240 240 290 230 230 230 MnFe22OO44 MnCo 280 270 d=2.48932 d=2.48932 d=2.48932 220 220 220 d=4.95808 d=4.95808 d=4.95808 210 Mn3O4 210 210 Mn33OO44 Mn 260 d=2.75353 d=2.75353 d=2.75353 250 d=4.88000 200 Mn80%, Co 10% 300C 200 200 Mn80%, Co 10% 300C d=3.07535 d=3.07535 d=3.07535 240 d=2.96792 190 250 190 190 250 230 180 180 180 220 240 240 210 170 230 170 170 230 MnCo2O4 200 160 160 160 d=2.48932 d=2.48932 220 220 190 d=4.95808 d=4.95808 150 210 Mn3O4 150 150 210 Mn3O4 180 d=2.75353 d=2.75353 Lin (Cps) Lin (Cps) Lin (Cps) 140 Lin (Cps) 140 140 170 200 d=3.07535 200 d=3.07535 130 130 160 130 190 120 190 150 120 120 140 110 180 110 180 110 130 100 170 100 100 170 120 90 160 9090 160 110 80 8080 100 150 150 90 70 Lin (Cps) 70 Lin (Cps) 140 70 140 80 60 60 60 130 70 130 50 50 50 60 120 120 40 40 50 40 110 110 40 30 30 30 100 20 100 30 20 20 20 10 90 10 90 10 10 0 80 0 80 0 0 10 20 30 40 50 60 10 70 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 10 20 30 60 2-Theta - Scale 60 2-Theta - Scale 2-Thet 2-Theta - Scale 50 Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The 50 Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Ni 20% 300C - File: Mn80 Ni20 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 6 Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import 40 40 Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 01-084-0482 00-036-0083 (N) - Nickel Manganese Oxide - MnNi2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered (Q)(C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered Mn80%, Co 10% 300C 30 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered 00-018-0803 30 - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered Mn80%, Ni 20% 300C 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered 00-013-0162 (N) - Manganese Oxide - Mn3O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 18 250 300 20 20 240 290 10 10 230 MnFe2O4 280 0 270 0 d=2.50856 MnNi2O4 d=2.48932 220 d=4.95808 210 10 20 30 40 Mn503O4 60 260 10 20 30 40 50 60 d=2.75353 1-xFexOz 250 Mn3O4 d=4.88000 200 2-Theta - Scale d=3.07535 2-Theta - Scale 240 d=2.96792 190 180 170 Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Operations: Smooth 0.066 | Import 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered z 230 220 210 200 Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Operations: Smooth 0.066 | Import 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 300C 160 Mn80%,Co 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered Mn80%, Co10% 10%300C 300C 190 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered Mn80%, Ni 20% 300C 150 250 180 300 250 Lin (Cps) Lin (Cps) 170 240 240 140 290 160 130 230 230 MnFe MnCo22OO44 150 280 270 d=2.50856 120 MnNi2O4 d=2.48932 220 220 d=4.95808 d=2.48932 140 d=4.95808 Mn3O4 110 Mn Mn33OO44 130 260 210 210 d=2.75353 Mn3O4 d=2.75353 250 d=4.88000 100 120 200 200 d=3.07535 240 d=3.07535 110 d=2.96792 90 190 190 100 230 80 180 90 220 70180 80 210 60170 170 70 200 50160 160 60 190 40150 150 50 180 40 Lin (Cps) Lin (Cps) 30140 140 Lin (Cps) 170 30 20 160 130 130 20 10 10 150 120 120 0 0 140 110 110 10 20 30 40 50 60 10 130 20 30 40 50 60 100 100 120 90 90 2-Theta - Scale 110 2-Theta - Scale Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Ni 20% 300C - File: Mn80 Ni20 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306132096 s - 2-Thet 80 80 100 Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import 90 00-036-0083 (N) - Nickel Manganese Oxide - MnNi2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 70 70 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered 80 00-013-0162 (N) - Manganese Oxide - Mn3O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 60 60 70 50 50 60 40 50 40 30 40 30 30 20 20 20 10 10 10 0 0 0 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60 Scale 2-Theta 2-Theta--Scale Scale 2-Theta - Scale ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Co 10% 300C - File: Mn90 Co10 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306134016 s - 2-The Mn80%, Ni 20% 300C - File: Mn80 Ni20 300C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 60.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1306132096 s - 2-Thet Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import Operations: Smooth 0.066 | Import 01-084-0482 (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 01-084-0482 00-036-0083 (N) - Nickel Manganese Oxide - MnNi2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered (Q) (C) - Manganese Cobalt Oxide - MnCo2O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered 300C 00-018-0803 - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered Mn80%, Ni 20% 300C 00-018-0803 (Q) - Manganese Oxide - gamma-Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - Body-centered 00-013-0162 (N) - Manganese Oxide - Mn3O4 - WL: 1.5406 - Cubic - Face-centered MnFe2O4 300 290 280 270 19. d=2.50856 MnNi2O4 Mn3O4 260 1-xCoxOz 1-xNixOz 250 Mn3O4 d=4.88000 240 d=2.96792 230 220 210 200 190 180 Lin (Cps) 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 12 70 60 50 40 30 20 10 0 40 50 60 10 20 30 40 50 60
4m t iệ 10%Co 3.2.1.3. 0% Me o Tnung = 300 C 2m o Tnung= 300 C 200mV/s  é ế 100mV/s 50mV/s ) 25mV/s 2 I (A/cm 5 mV/s 0 ủ Mn1-xMexOz -2m 2M ố ộ ế ừ 5 ÷ 200 mV/s -4m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 3.22 4m E (V) vs. SCE 0% Me 4m 3m 10%Co 0% Me 10%Co o 4m 10%Ni Tnung = 300 o C Tnung= 300 10%Fe o C 200mV/s 200 mV/s o Tnung = 300 C 2m Tnung= 300 C o Tnung= 300 C 2m o Tnung = 300 C 200mV/s 2m 200mV/s 100mV/s 100 mV/s 100mV/s 50mV/s 2m 1m 100mV/s 50mV/s 50 mV/s ) )2 50mV/s 25mV/s I (A/cm 25mV/s 5 mV/s 400 10% Ni 2 25mV/s ) 0 5mV/s 25 mV/s I (A/cm ) 2 5 mV/s 2 I (A/cm 397 I (A/cm 0 0m 5 mV/s 0 352 10% Fe 387 10% Co -1m -2m 326 -2m 335 -2m 341 0% Me 300 -2m 278 -4m 310 -4m -3m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 -4m 265 255 0.0 0.0 0.2 0.2 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 240 E (V) vs. SCE 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 EE(V) (V)vs. vs. SCE SCE 217 E(V) vs. SCE 209 247 C (F/g) e 4m 3m 3m 10%Co 4m 10%Ni 200 184 10%Fe o 200mV/s 4m 10%Ni 200 mV/s T10%Fe = 300 C o 200 mV/s o 300 C 2m nung 200mV/s T = 300 o C 151 149 2m T o = 300 o C T nung = 300 C nung Tnung nung = 300 C 200mV/s 2m 100mV/s 100 mV/s 100 mV/s 100mV/s 2m 1m 100mV/s 2m 104 1m 50mV/s50mV/s 50mV/s 50 mV/s 50 mV/s 107 100 (A/cm)2 ) 25mV/s I (A/cm ) 25mV/s25mV/s 5mV/s 5mV/s 25 mV/s 2 I (A/cm ) I (A/cm )2 5 mV/s 25 mV/s 2 2 00m 5 mV/s I I(A/cm 0m 0 0 5 mV/s 62 -1m -1m -2m -2m -2m -2m -2m 0 -4m -3m -3m -4m 0 50 100 150 200 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 -4m 0.00.0 0.2 0.2 0.4 0.4 0.60.6 0.8 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 E (V) vs. SCE EE(V) (V) vs.vs. SCESCE 0.0 0.2 0.4 E(V) vs. SCE E(V) vs. SCE 0.6 0.8 v (mV/s) V 4m 10%Ni e 200mV/s 200 mV/s o o Tnung= 300 C C 100mV/s 100 mV/s é ế d rê 2m 25mV/s 50mV/s 50 mV/s z Mn1-xMexOz ) 5mV/s 25 mV/s 2 I (A/cm 5 mV/s é ế 0 Mn1-xMexOz -2m 0.2 0.4 E (V) vs. SCE 0.6 0.8 ố ộ -4m 0.0 0.2 0.4 E(V) vs. SCE 0.6 0.8 ủ M Oz x Mn1-xMexOz .S ố x ố ộ ch ố. ủ . ố ộ ế ẹ , ổ ủ . ố ộ ế ừ 5 ÷ 200 / ủ ( 3.23). x ộ x ế ế ế ủ ủ ế ủ . ố ộ ế ế ú ú ủ .T ố ộ ừ5 / ÷ 200 / ủ Mn1-xMexOz ẫ 13
2m PhaMn t¹p 1-x CoCoxOz Oxit Mn Oxit Mn1-x FexxO 1-xFe Ozz Oxit e d c b 1m a ẫ ố (mA/cm)2) 2 I I(mA/cm I(A/cm ) 2 ế ộ ủ 0 .  m m ạ ế yể a)100% Mn b) 10% Co c) 20% Co H 3.24 ế 3.26 ủ -1m oxit d) 30% Co e) 40% Co Mn1-xMexOz Me ổ ừ 10 ÷ 40 . 0.0 0.2 0.4 E (V) vs. SCE 0.6 0.8 E(V) E(V) EE(V) vs vs.vs. (V) vs S 2m 2m Oxit Mn Mn1-x FexxO Ozz OxitPhaMn Oxit Oxit Mn t¹p1-x Mn Ni FeO Fe Ni 1-x O xxOzz CoxOz Oxit 1-xFe PhaMn Oxit t¹p 1-x CoCoxOz 1-x x z e Oxit Mn1-xNixOz e e d d d c c c b 1m b b 1m a a a Hình Error! N (mA/cm)2) (mA/cm)2) 2 I(A/cm ) 2 I I(mA/cm 2 I(A/cm ) I I(mA/cm 2 specified st 0 0 a) 100% Mn document..1. Đư a)100% Mn a)100% Mn b) 10% Co b) 10% Ni b) 10% Co c) 20% Co c) 20% Co -1m c) 20% Ni CV của vật liê ̣u M -1m d) 30% Co d) 30% Ni d) 30% Co e) 40% Co e) 40% Ni e) 40% Co 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.4 0.6 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 E(V) E(V) EE(V) vs. vs.vs. (V) vs. SCE SCE SCESCE E (V) vs. SCE EEE(V) E(V) E(V) (V) vs. (V) vs. vs. vs. SCE SCE SCE vs. SCESCE E (V) vs. SCE 2m OxitPhaMn t¹p Ni xOz xOz d e 4 25 1-xNixOz Oxit Mn1-xNixOz c d e 6 V V V c b b 1m Hình Error! No text of a Hình Error! No text of I(A/cm ) Mnspecified 1-xFe xO Mn1-xCoxOz Mn NiinxOz 2 style inz specified 1-xstyle 0 a) 100% Mn document..1. Đường cong a) 100% Mn document..1. Đường cong ủ b) 10% Ni b) 10% Ni c) 20% Ni CV của vật liê ̣u Mn1-xMexOz -1m Mn1-xMexOz c) 20% Ni CV của vật liê ̣u Mn1-xMexOz d) 30% Ni d) 30% Ni e) 40% Ni e) 40% Ni 0.4 E (V) vs. SCE 0.6 0.8 ủ 0.0 0.2 0.4 E (V) vs. SCE .T 0.6 0.8 x 10 Me ộ ố . 352 10% NixOz Mn1-xNi 350 10% FexOz Mn1-xFe 10% CoxOz Mn1-xCo 341 312 300 m d C (F/g) 274 255 256 rê 250 238 249 Mn1-xMexOz 219 215 212 217 202 200 0 10 20 30 40 %% MeM(Me (M = = Co, Fe, Ni) Co, Fe, Ni) 3.27 x Mn1-xMexOz M Oz ẫ x 10 Me. ủ M ừ +4 +3 ( Ư 3.4) e – + ú ( Ư 3.5). T – ủ 14
ộ ủ ộ ộ ộ xố . ộ 300 o ẫ Mn1-xMexOz (10% Me) M Oz . K ế Me 10 ủ x ẫ x MnOz. ế ế ừ S M . ổ ổ ủ M Oz Mn1-xMexOz ( 3.28 ế 3.31) ế .T Mn1-xMexOz ế 100 Tnung = 300 C o M Oz ủ Fe Co, Ni a) 10% Fe 80 b) 20% Fe d c) 30% Fe c ế ổ ủ 60 d) 40% Fe -ZIm(cm ) 2 100 b o Tnung = 300 C a 40 ộ 80 20 a) 10% Fe b) 20% Fe c) 30% Fe d . ế ừ ổ S ế c 60 d) 40% Fe -ZIm(cm ) 2 b 0 a ( 3.24 ÷ 3.26) ế ( 3.27) . 400 20 40 60 80 100 2 ZRecm ) 20 100 o Tnung = 300oC 0 Tnung = 300 C 0 20 40 60 80 100 2 100% Mn 80 a) 10% Fe ZRecm ) b) 20% Fe d 100 c) 30% Fe c 60 dnung T ) 40% FeoC = 300 -ZIm(cm ) -ZIm(cm ) Tnung = 300oC 2 b 100% Mn 80 a) 10% Fe b) 20% Fe a 40 d c) 30% Fe c 60 d) 40% Fe 2 b 20 a 40 0 0 20 40 60 80 100 20 2 ZRecm ) B 70 D 250 F Tnung = 300oC 8 0 Tnung = 300 C o 9 H 200 a)10% Co r MnOz 60 0 r a) 10% Ni b) 20% Ni 20 40 Mn cm Fe Z 1-x Re ) xO z 60 2 80 100 B b) 20% Co D 50 70 250 c) 30% Co c) 30% Ni o d F dT)nung 40% Co oC = 300 dT)nung 40% = 300 Ni C c H -ZIm(cm )-ZIm(cm ) 150 2 -ZIm(cm ) 2 40 60 a)10% Co d a) 10% Ni b 200 b) 20% Co c b) 20% Ni 100 30 50 a c) 30% Co b c) 30% Ni d 150 d) 40% Co d) 40% Ni c a 2 -ZIm(cm ) 20 2 40 50 d b c 10 30 a 100 b 0 a 20 0 0 50 100 150 200 250 50 0 10 20 30 40 50 60 70 2 ZRecm ) 10 ZRecm ) 2 0 0 0 50 100 150 200 250 0 10 20 30 40 50 60 70 2 ZRecm ) ZRecm ) 2 30 31 r Mn1-xCoxOz r Mn1-xNixOz 15
3.6. Kế mạ Mn1-xMexOz (Fe, Co, Ni) y r d d K CPE1 Rct Zw CPE2 Mẫu o it (μF (Ω (Ω (mF) 100% Mn 45,03 61,74 11,87 4,67 10% Fe 47,18 18,23 8,31 16,87 20% Fe 32,65 47,61 15,26 9,15 Mn1-xFexOz 30% Fe 60,71 98,52 21,63 7,83 40% Fe 73,16 108,39 24,17 6,05 10% Co 52,70 21,63 7,84 12,62 20% Co 36,79 59,51 18,99 8,18 Mn1-xCoxOz 30% Co 82,51 114,7 24,43 5,86 40% Co 85,33 165,9 36,19 2,04 10% Ni 73,19 6,11 9,34 19,27 20% Ni 61,35 8,26 10,24 14,81 Mn1-xNixOz 30% Ni 44,73 11,42 13,51 13,62 40% Ni 60,14 12,54 15,28 12,48 3.2.2. Ảnh hƣởn của nhiệt đ nun t u t iệt Sử e ủ ố ủ . ế ủ oxit MnOz Mn1-xMexOz ộ 300o , ừ 300oC ủ x x - ế Me. 3.2.2.2. u t vật liệu 300o .T 300oC, ủ x ú . 300oC inh ẫ pha Mn3O4 M Me2O4, x ế ủ . t i t vật liệu ố ế ộ ủ . T e [11 79, 80, 82, 101], khi ế Fe Co, oxit ộ xố d ế xú ộ ủ . 16
300oC 300 o 300oCC 300oC 300oC 300oC 9 300oC MnOz 300oC Mn1-xFexOz oo 300 300CC 300oC 3.42 300oC Mn1-xCoxOz Mn1-xNixOz ế M Oz Mn1-xMexOz ộ ừ 200oC ÷ 500oC, ổ .T ẫ 300o ố (xố 10 ÷ 50 ). ộ 300o ú ố .T ộ x ế ố . 3.2.2.4. t iệ 1.0m 2m 500 C o (b) (c) (a) 3. o o 400 C o 500 C o 200 C 500.0µ 400 C 1m o o o 200 C 300 C 300 C V I (A/cm ) 500µ I (A/cm ) 2 2 0.0 0 -500µ -500.0µ -1m (a)-MnOz; 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 -1.0m 0.0 0.2 0.4 E (V) vs. SCE 0.6 0.8 (b)-Mn1-xFexOz, E (V) vs. SCE 1m 1m (c)-Mn1-xCoxOz, 90% Mn-10% Fe 300 C o 80% Mn-20% Ni 500µ v = 25 (b)mV/s (c) o 500 C 400 C o 200 C o 500µ v =(c)(d) 25 mV/s o o 200 C 400 C o o 500 C (d)-Mn1-xNixOz 300 C I (A/cm ) I (A/cm ) 2 2 0 0 -500µ -500µ -1m -1m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 E (V) vs. SCE E (V) vs. SCE 17
H 3.43 ủ M Oz Mn1-xMexOz . ổ ộ ẫ ộ 300o ủ . 3.7. rê z 1-xMexOz Tnung un lƣ n riên (F (oC) MnOz Mn1-xFexOz Mn1-xCoxOz Mn1-xNixOz 200 125 196 149 201 300 217 341 255 352 400 38 74 63 41 500 10 11 14 22 3.2.3. Đ ền ph n n p ộ ủ ẫ x Mn1-xMexOz (10 Me) x M -Me 300o ế ủ e . t u V Theo ế ủ 500 3.47 102 260 102 360 102 340 a) 10% Fe b) 10% Co c) 10% Ni 100 250 100 320 340 100 300 98 240 98 320 98 C (F/g) C (F/g)    C (F/g) 280 96 230 96 300 96 260 94 220 94 280 94 240 92 210 92 260 92 220 200 90 200 90 240 90 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 0 100 200 300 400 500 Chu kỳ Chu kỳ Chu kỳ 3.47. ế d rê Mn1-xMexOz é Sau 500 , Mn1-xMexOz culon 99 80 . T , Mn1-xCoxOz Mn1-xCoxOz ộ ố . i T e x ố ủ 18
ẫ Mn1-xMexOz. ế08 ộ ổ ế0 . ế 3.51 (a) 10% Co (c) 10% Ni Ni(a) 20%Ni Ni Fe(b) 10%Fe Fe (a) (a) 10% 10% Co b) Co Co Co b) 10% 10% Co (c) 10% Ni c) 10% (b) 10%Fe a) 10% b) 10% (a) 20%Ni c) 10% (c) 10% Fe (c) 10% Fe a) 10% 0.8 0.8 0.8 2 2 mA/cm 2 0.8 2 0.609V 2 mA/cm 0.611 V 0.611 V 2 2 mA/cm 0.609V 0.6 2 mA/cm 0.6 0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 98.5 s 98.5 s 0.0 130.2 s 0.0 82.4 130.2 s s 82.4 s 0.0 0.0 63.9 s 63.9 s 0.8 0.8 0.8 2 1.5 mA/cm 1.5 mA/cm 2 0.8 0.625 V 2 0.637V 1.5 mA/cm 1.5 mA/cm 0.6 0.637V 0.625 V 2 0.6 0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 E (V) / SCE E (V) / SCE 0.2 0.2 99.4 s172.1s 99.4 s 172.1s0.0 E (V)/ SCE 0.0 E (V)/ SCE 104.5 s 159.6 s 104.5 s 159.6 s 0.0 0.0 0.8 0.8 2 1 mA/cm 2 0.8 0.708V 0.708V 1 mA/cm 0.8 0.687 V 0.687 V 2 1 mA/cm 2 0.6 0.6 0.6 1 mA/cm 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.2 278.4 s 278.4ss 196.9 196.9 s 0.2 0.0 0.0 249.8 s 249.8 s s 161.7 161.7 s 0.0 0.0 0.8 0.741V 0.741V 2 0.8 0.5 mA/cm 0.5 mA/cm 2 0.8 0.8 0.732 V 0.732 V2 2 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 mA/cm 0.5 mA/cm 0.4 0.4 0.4 0.4 0.2 0.2 0.2 0.2 549.6 s 549.6 s 406 s 406 s 0.0 0.0 0.0 501.8 s 501.8 s 323.2 s 323.2 s 0.0 0 0200 200 400 400 600 600 800 800 0 2000 200 400 400 600 600 800 800 1000 1000 t (s) t (s) t (s) t (s) 3.51 Hình No Hình Error! Error! text No text of specified of specified style in style in document..1. document..1. ó Đườngnạp Đường phóng ạ1-xnạp phóng của vật củax vật liệu Mnz1-x liệu MeMn xOz1-x Mn Me O trong KCl 2M MexOdung trong z trong dung dịch KCldịch 2MKCl 2M từ điện từ điện thế thế V 0 ÷ 0,8 0 ÷ở 0,8 ế mậtVđộở dòng mật độ 0,5dòng 2 0,52 mA/cm mA/cm ÷ 22 mA/cm ÷ 2 mA/cm ủ 2 Mn1-xMexOz . T Mn1-xCoxOz ố Mn1-xFexOz Mn1-xNixOz ố .H ế e ộ . ộ 05 / 2 ế 54 ( x 10 ) 57 ( x 10 Fe) 59 ( x 10 ). ộ 2 mA/cm2 ế 186 ( x 10 ) 189 ( x 10 Fe) 191 ( x 10 ). ừ ú ủ ẫ ế ế. 3.3. Gi i thích sự h nh thành và cơ chế siêu t của vật liệu o it h n h p man an – kim lo i chu ển tiếp Me (Fe, Co, Ni) 3. .1. T n h p kết qu thực n hiệm Mộ ố ế ủ 3.10 3.11 19
3.10. Kế Mn1-xMexOz Đ c Vật liệu tính MnOz Mn1-xFexOz Mn1-xCoxOz Mn1-xNixOz xố ; xố ; xố ; xố ; SEM S S S S 15÷20 10÷15 d = 20÷30 nm d = 10÷15 nm 2z = 2z = 2z = EDS 2z = 3,808 3,818 ÷ 3,846 3 841 ÷ 3 867 3,837 ÷ 3,855 XRD C = 167,3 F/g C = 231,7 F/g C = 185,6 F/g C = 247,5 F/g (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) CV ộ ộ ộ ộ 500 500 500 500 : 68 : 83 : 84 : 82 3.11. Kế Mn1-xMexOz -gel Đ c Vật liệu tính MnOz Mn1-xFexOz Mn1-xCoxOz Mn1-xNixOz xố ; xố ; xố ; xố ; SEM H H H H 30÷50 20÷100 30÷250 10÷50 T ≥ T ≥ T ≥ T ≥ TGA 300oC 300oC 300oC 300oC T T T T XRD ; ộ ; ộ ; ộ ; ộ C = 206 F/g C = 341 F/g C = 255 F/g C = 352 F/g (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) (v = 25 mV/s) CV ộ ộ ộ ộ 500 500 500 500 : 73 : 76 : 85 : 80 T T T T ố; ố; ố; ố; CP ộ ộ ộ ộ 500 500 500 500 : 64 : 73 % : 89 : 687 % 20