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一种基于表面等离子体共振的双通道光纤传感器，用于污染水中重金属离子的检测

DOI：10.1016/j.optcom.2019.124750 期刊：Optics Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 过渡金属磷化物（TMPs）因其优异的本征比容量和高导电性，近年来成为超级电容器电极材料的重要类型。本文报道了碳纳米纤维负载双金属CoxNi1?xP超细纳米晶（CoxNi1?xP/CNF）的合成及其作为非对称超级电容器正极材料的应用。研究发现Co:Ni比例对CoxNi1?xP/CNF的比电容/容量具有显著影响，当Co:Ni比例最优时，该材料在5 A g?1充放电电流密度下展现出3514 F g?1/1405.6 C g?1的超高比电容/容量，是目前报道的TMP基电极材料中的最高值。密度泛函理论计算表明，与单金属NiP/CNF和CoP/CNF相比，CoxNi1?xP/CNF显著的电容/容量提升源于费米能级附近丰富的态密度。我们进一步以CoxNi1?xP/CNF为正极材料、活性炭为负极材料、聚合物凝胶为电解质，制备了柔性固态非对称超级电容器。该电容器在20 mV s?1下比电容/容量为118.7 F g?1/166.2 C g?1，在3.5 kW kg?1功率密度下能量密度达32.2 Wh kg?1，且经过10000次充放电循环后仍保持良好容量保持率，在柔性电子器件应用中展现出重要潜力。
作者： Nan Zhang，Rajesh Thomas，Sitaramanjeneya Mouli Thalluri，Bin Wei，Yuanyue Liu，Guihua Yu，Lifeng Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究碳纳米纤维负载的双金属CoxNi1?xP超细纳米晶（CoxNi1?xP/CNF）的合成，并探索其作为非对称超级电容器正极材料以实现高比电容/容量的应用。

研究成果

通过优化Co:Ni比例合成的CoxNi1?xP/CNF材料实现了卓越的比电容/容量，这是过渡金属磷化物基电极材料中报道的最高值。密度泛函理论计算表明性能提升源于费米能级附近增强的态密度。所制备的柔性固态非对称超级电容器展现出高能量密度和优异的循环稳定性，在柔性电子设备领域极具应用前景。

研究不足

该研究聚焦于CoxNi1?xP/CNF的赝电容性能，并未深入探究其他潜在应用或合成方法的可扩展性。尽管循环稳定性良好，但在10,000次循环后仍出现衰减，表明长期稳定性仍有提升空间。

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