Влияние типа углеродной матрицы на морфологию и электрохимические свойства нанокомпозитов Co3O4/С
Ю.А. ЗАХАРОВ1, Т.А. ЛАРИЧЕВ1,2, Н.М. ФЕДОРОВА2, В.М. ПУГАЧЕВ1,2, В.Г. ДОДОНОВ1, Г.Ю. СИМЕНЮК1, Т.О. ТРОСНЯНСКАЯ1, Ю.Н. ДУДНИКОВА1
1Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия
zakharovya@iccms.sbras.ru
2Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
timlar@kemsu.ru
Ключевые слова: наноструктурированные композиты, наночастицы CoO, одностенные углеродные нанотрубки, высокопористые углеродные матрицы, электродные материалы, суперконденсаторы
Страницы: 495-506
Аннотация
Охарактеризованы наноструктурированные композиты, полученные формированием наполнителя (наночастицы Co3O4) при термическом разложении на воздухе двух видов прекурсоров (Co(N3)2 и Co(OH)2) на поверхности углеродных матриц с существенно различной морфологией (одностенные углеродные нанотрубки и высокопористый материал из угольного сырья), рассмотрено влияние типа матрицы на свойства композитов. Установлено, что наиболее значимые для электродных материалов характеристики - распределение частиц наполнителя в композитах, их размеры, устойчивость матрицы к окислению и, что наиболее важно, электроемкостные свойства композитов - в первую очередь определяются морфологией матрицы. Эта взаимосвязь проявляется в закономерностях окисления самой матрицы в ходе формирования в ее объеме наночастиц Co3O4, которые в данном случае играют роль катализатора процесса. Высокопористая матрица наиболее склонна к окислению, поэтому в композитах на ее основе наблюдается вызванное этим увеличение содержания наполнителя и кислорода в приповерхностных слоях и существенное снижение электрической емкости. В композитах на основе практически не окисляющихся многостенных С-трубок реализуется заметное повышение емкости за счет вклада Red-Ox электродных процессов с участием частиц Co3O4. Композиты на основе коалесцированных в плотные “канаты” одностенных С-трубок занимают промежуточное положение.
DOI: 10.15372/KhUR2022407 |
