THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên luận án: 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
Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá học,
Mã số: 62520301
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Lan Anh
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Mai Thanh Tùng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Đã tổng hợp thành công các hệ vật liệu oxit mangan và oxit mangan chứa kim loại chuyển tiếp Me (Me = Fe, Co, Ni) tạo oxit hỗn hợp Mn1-xMexOz theo phương pháp điện hoá và phương pháp sol-gel. Các nghiên cứu đặc trưng vật liệu bằng các phương pháp như XRD, SEM cho thấy hình thái cấu trúc vật liệu hầu như không bị ảnh hưởng bởi thành phần kim loại chuyển tiếp Mẹ có trong oxit hỗn hợp nhưng chịu ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ nung. Khi nhiệt độ nung tăng, kích thước hạt cũng như độ tinh thể của vật liệu tăng.
2. Vật liệu tổng hợp theo phương pháp điện hoá, sau sấy ở 100°C có hiệu ứng siêu tụ tốt (dung lượng cao). Khi nghiên cứu tính chất điện hoá trong dung dịch KCI 2M tại tốc độ quét thế 25 mV/s, vật liệu có dung lượng riêng lớn nhất ứng với dung dịch tổng hợp có tỉ lệ [Mn²*]: [Fe³+] = 2:1, [Mn2+]: [Co2+] = 1:1 và [Mn²] : [Ni²] = 5:1. Độ bền phóng nạp của vật liệu tốt nhất ứng với mẫu có dung dịch tổng hợp theo tỉ lệ [Mn²] : [Men] = 1:1. Sau 500 chu kỳ phóng nạp, dung lượng riêng còn duy trì được lớn nhất 83% (đối với oxit Mn1-FexOz), 84% (đối với oxit Mn1-xCoxOz) và 82% (đối với oxit Mn1-NixOz).
3. Vật liệu tổng hợp theo phương pháp sol-gel, sau nung ở 300°C có hiệu ứng siêu tụ tốt nhất. Khi nghiên cứu tính chất điện hoá trong dung dịch KCl 2M tại tốc độ quét thế 25 mV/s, vật liệu có dung lượng riêng lớn nhất và độ bền phóng nạp tốt nhất ứng với dung dịch tổng hợp có tỉ lệ [Mn²] : [Me²*] = 9:1. Sau 500 chu kỳ phóng nạp, dung lượng riêng còn duy trì được lớn nhất 76% (đối với oxit Mn₁-FexO2), 85% (đối với oxit Mn1-xCoxOz) và 80% (đối với oxit Mn1-NixOz).
4. Cơ chế phóng nạp của vật liệu oxit hỗn hợp mangan – kim loại chuyển tiếp Me gồm hai quá trình chuyển điện tích chính: (i)- phản ứng oxi hoá-khử xảy ra trên bề mặt điện cực, (ii)-phản ứng cài và giải cài các cation C⁺ (K+, Na+, H+,…) vào trong cấu trúc vật liệu nhằm trung hoà điện tích vật liệu. Sự có mặt của các kim loại chuyển tiếp Fe, Co, Ni trong oxit hỗn hợp làm tăng khả năng xảy ra quá trình chuyển điện tích cũng như dung lượng riêng của vật liệu oxit hỗn hợp Mn1-MexOz so với oxit mangan.
