Синтез модифицированных и композитных электродов ионисторов на основе нанотубулярных массивов анодного диоксида титана : магистерская диссертация

Abstract

Объектом исследования являются электроды на основе нанотубулярного диоксида титана, модифицированные различными способами (термическая обработка, создание композитов с углеродными нанотрубками и частицами металлического никеля). Синтезированные образцы исследовались методом растровой электронной микроскопии и различными электрохимическими методами анализа (гальваностатический заряд-разряд, циклическая вольтамперометрия, импедансная спектроскопия). В результате исследования получены электроды: 1) Т/TiO2-НТ; 2) УНТ/TiO2-НТ; 3) Ni/TiO2-НТ представляющие собой: 1) массивы TiO2-НТ толщиной 3,5 мкм, с внутренним диаметром 70-80 нм и толщиной стенок 30-40 нм; 2) массивы TiO2-НТ с углеродными нанотрубками диаметром 10-30 нм и длиной от десятков нм до десятков мкм на поверхности оксидного слоя; 3) массивы TiO2-НТ, декорированные сферическими наночастицами Ni диаметром 70-100 нм с образованием локальных конгломератов частиц до 500 нм. Результаты работы позволили получить информацию об электрохимических характеристиках синтезированных электродов и преимуществах модификации структур TiO2-НТ для использования их в качестве электродов ионистров.

The object of this research is electrodes based on nanotubular titanium dioxide, modified by various methods (thermal treatment, synthesis of composites with carbon nanotubes and metallic nickel particles). The synthesized samples were investigated by scanning electron microscopy and various electrochemical analysis methods (galvanostatic charge-discharge, cyclic voltammetry, impedance spectroscopy). As a result of the study, were obtained: 1) T/TiO2-NT; 2) CNT/TiO2-NT; 3) Ni/TiO2-NT electrodes, which are: 1) arrays of TiO2-NT 3.5 μm thick, with an inner diameter of 70-80 nm and wall thickness 30-40 nm; 2) arrays of TiO2-NT with carbon nanotubes with a diameter of 10-30 nm and a length from tens of nm to tens of microns on the surface of the oxide layer; 3) arrays of TiO2-NT, decorated with spherical Ni nanoparticles with a diameter of 70-100 nm with the formation of local conglomerates of particles up to 500 nm. The results of the work made it possible to obtain information on the electrochemical characteristics of the synthesized electrodes and the advantages of modifying the TiO2-NT structures to use them as supercapacitor electrodes.