Study of the influence of the template concentration under homogeneous precepitation on the properties of Ni(OH)2 for supercapacitors

2019

Self Cite

Гiдроксид нiкелю широко використовується як активна речовина суперконденсаторiв. Найбiльш активними є зразки Ni(OH) 2 (α+β) шарової структури, синтезованi в щiлинному дiафрагмовому електролiзерi (ЩДЕ). Вивчено вплив карбонат-анiона на структуру та електрохiмiчнi властивостi гiдроксиду нiкелю, шляхом синтезу зразкiв в щiлинному дiафрагмовому електролiзерi з використанням для роздiлення електродних просторiв дiафрагми та катiонообмiнної мембрани. Експериментально показано, що при використаннi дiафрагми в щiлинному дiафрагмовому електролiзерi формується фiльтрацiйний потiк iз анодного простору (який мiстить луг з домiшкою карбонату) в катодний. Таким чином, зразки, синтезованi з дiафрагмою, утворюються в присутностi карбонатiв, а зразки, синтезованi з катiонообмiнною мембраною -у вiдсутностi карбонатiв. Кристалiчна структура зразкiв вивчена методом рентгенофазового аналiзу, електрохiмiчнi характеристики -методами циклiчної вольтамперометрiї та гальваностатичного зарядно-розрядного циклування в акумуляторному режимi. Проведено порiвняльний аналiз характеристик зразкiв, синтезованих в присутностi та у вiдсутностi карбонату. Методом ренгенофазового аналiзу та циклiчної вольтамперометрiї доведена ключова роль карбонат-анiону у формуваннi монофазної шарової (α+β) модифiкацiї. У вiдсутностi карбонату знижується кристалiчнiсть зразкiв, зменшується вмiст α-модифiкацiї , при високих густинах струму (12 и 15,7 А/дм 2 ) формується бiфазна система, що являє собою сумiш β-модифiкацiї та (α+β)-структури. Вивчення електрохiмiчних характеристик показало зниження питомої ємностi на 14,7-31,4 % для зразкiв гiдроксиду нiкелю, сформованого у вiдсутностi карбонатiв. Максимальна отримана питома ємнiсть зразкiв, синтезованих в щiлинному дiафрагмовому електролiзерi при густинi струму 10 А/дм 2 з дiафрагмою (в присутностi карбонатiв) та з мембраною (у вiдсутностi карбонатiв) склали 216,8 и 185 мА·год/г вiдповiдно. Для збiльшення питомої ємностi рекомендовано проводити синтез в щiлинному дiафрагмовому електролiзерi при використаннi дiафрагми, а також вводити додаткову кiлькiсть карбонату натрiю в анолiтКлючовi слова: гiдроксид нiкелю, шарова (α+β) структура, питома ємнiсть, лужний акумулятор, щiлинний дiафрагмовий електролiзер, карбонат UDC 54.057:544.653:621.13:661.13

show abstract

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Influence of the carbonate ion on characteristics of electrochemically synthesized layered (α+β) nickel hydroxide

2019

Self Cite

show abstract

“…LDH can also be prepared electrochemically [44,45], however, for tripolyphosphate LDH this method is problematic to execute. LDH can also be prepared using homogeneous precipitation [46,47]. However, this method requires large power consumption and their tripolyphosphate would have to compete with cyanate for intercalation.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

“Smart” anticorrosion pigment based on layered double hydroxide: construction and characterization

2019

Self Cite

Лакофарбовi покриття широко використовуються в свiтi як для надання декоративних властивостей, так i для захисту металевих виробiв вiд корозiї. Однак звичайнi лакофарбовi покриття мають тiльки пасивним типом захисту металу. Для створення активного типу протикорозiйного захисту у лакофарбовi покриття вводять окремi антикорозiйнi добавки. В результатi аналiзу даних в якостi бi-функцiонального (одночасно кольорового i протикорозiйного) пiгмента теоретично був сконструйований монофазний Zn-Al-триполiфосфатний ПШГ загальної формули Zn 0.8 Al 0.2 (P 3 O 10 ) 0.04 . В даному СДГ Zn 2+ я катiон-«хазяїн» i Al 3+ як катiон-«гiсть» вiдповiдають за бiлий колiр пiгменту, а iнтеркальвоний триполiфосфат-анiон -iнгiбитор корозiї. В якостi методу отримання був обраний безперервний синтез при рiвноважному рН при температурi 70 °С. Даним методом отримано зразок сконструйованого теоретично пiгменту. Кристалiчна структура зразку вивчена методом рентгенофазового аналiзу, морфологiя i розмiр часток методом скануючої електронної мiкроскопiї, термiчнi властивостi методом термогравiметрiї. Характеристики кольору були отриманi за допомогою компаратору кольору, протикорозiйнi властивостi вивченi електрохiмiчно методом зняття анодних поляризацiйних кривих сталi 08Кп в 5 % (масс.) розчинi Na 2 SO 4 з екстрактом пiгменту та без екстракту. Методом рентгенофазового аналiзу встановлено формування бi-фазного продукту, що складається iз сконструйованого ПШГ (iз структурою Zn(OH) 2 ) та Zn-Al ПШО (iз структурою ZnO). Це вказує на частковий розпад ПШГ в момент отримання, причина розпаду не виявлена. Методом СЕМ показано формування однакових часток, якi є агломератами бiльш мiлких часток, та мають високорозвинену поверхню. Вивчення характеристик кольору виявило, що отриманий пiгмент має високу ступiнь бiлого (коефiцiент дифузного вiдбиття бiльше 90 %, чистота кольору менше 1 %, свiтлота бiльше 96 %). Це обумовлено кольором як ПШГ-фази, так i ПШО-фази. Методом зняття анодних поляризацiйних кривих показано зниження швидкостi корозiї сталi в присутностi водного екстракту пiгмента в 5,36 рази (густина струму корозiї знижується з 5.63 мА/см 2 до 1.03 мА/см 2 ). Все це чiтко доводить, что синтезовано бi-функцiональний «розумний» пiгмент, що має високi пiгментнi властивостi, високу ступiнь бiлого та високi корозiйно-захиснi властивостiКлючовi слова: лакофарбовi покриття, Zn-Al ПШГ, «розумний» бi-функцiональний пiгмент, триполiфосфат, iнгiбiтор UDC 54.057:544.653:621.13:661.13

show abstract

“…β-Ni(OH) 2 possesses high sta bility and can be prepared by chemical precipitation at high supersaturation [19], decomposition of ammine complex [20] or high-temperature two-stage synthesis [21]. a-Ni(OH) 2 can be synthesized using various methods, for instance, homogeneous precipitation [22], including in a solvent mixture [23] or under vacuum [24], and also using microwave synthesis [25]. As a film, a-Ni(OH) 2 can be prepared using cathodic deposition, including cathodic template synthesis [26].…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Comparative investigation of electrochemically synthesized (α+β) layered nickel hydroxide with mixture of α-Ni(OH)2 and β-Ni(OH)2

2018

Self Cite