Methods of obtaining nickel molybdates and composites of molybdate/carbon material for electrodes of hybrid supercapacitors (Review)

О.М. Попович; І.М. Будзуляк; В.О. Коцюбинський; О.В. Попович; Б.І. Рачій; Р.В. Ільницький; Л.С. Яблонь

doi:10.15330/pcss.21.4.650-659

Автор(и)

О.М. Попович Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
І.М. Будзуляк Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
В.О. Коцюбинський Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
О.В. Попович Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Б.І. Рачій Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника
Р.В. Ільницький ДВНЗ “Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника”
Л.С. Яблонь Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.21.4.650-659

Ключові слова:

молібдат нікелю, суперконденсатор, синтез, питома ємність, вуглецевий матеріал

Анотація

Молібдат нікелю завдяки своїй електронній конфігурації, стабільній кристалічній структурі, окисно-відновній поведінці демонструє чудові фізико-хімічні властивості та відносно високу електропровідність, що в сукупності дозволяє матеріалу демонструвати високу питому потужність. У роботі здійснено класифікацію сучасних методів отримання молібдатів нікелю та композитів з вуглецевим матеріалом на їх основі. Проаналізовано основні етапи гідротермального, мікрохвильового синтезів, ультразвукового диспергування, механохімічного, золь-гель методу та хімічного осадження. Показано вплив різних умов синтезу на фазову структуру, морфологію, фізичні та електрохімічні властивості матеріалу.

Біографії авторів

О.М. Попович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Докторант кафедри матеріалознавства і новітніх технологій

І.М. Будзуляк, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Доктор фізико-математичних наук, професор кафедри матеріалознавства і новітніх технологій

В.О. Коцюбинський, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Доктор фізико-математичних наук, професор кафедри матеріалознавства і новітніх технологій

О.В. Попович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Аспірант кафедри матералознавства і новітніх технологій

Б.І. Рачій, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Доктор фізико-математичних наук, професор кафедри матеріалознавства і новітніх технологій

Л.С. Яблонь, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

Доктор фізико-математичних наук, професор кафедри фізики та методики викладання

Посилання

O.M. Khemii, I.M. Budzuliak, V.O. Kotsyubynsky, L.S. Yablon, R.V. Ilnytskyi, V.M. Boychuk, O.V. Morushko, K.V. Bandura, M.M. Khemii, Materials Science-Poland 37(4), 547 (2019) (DOI: https://doi.org/10.2478/msp-2019-0077).

L.S. Yablon, I.М. Budzulyak, M.V. Karpets, V.V. Strelchuk, S.I. Budzulyak, I.P. Yaremiy, О.М. Hemiy, О.V. Morushko, J. Nano- Electron. Phys. 8(2), 02029 (2016) (DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02029).

G. Jiang, L. Li, Z. Xie, B. Cao, Ceramics International 45(15), 18462 (2019) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.064).

L. S. Yablon, I. M. Budzulyak, O. V. Morushko, R. V. Ilnythky, O. M. Hemiy, and A. I. Kachmar, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 15(4), 741 (2017) (DOI: https://doi.org/10.15407/nnn.15.04.0741).

S. L. Revo, I. M. Budzulyak, B. I. Rachiy, M. M. Kuzishin, Surf. Engin. Appl. Electrochem 49, 68 (2013) (DOI: https://doi.org/10.3103/S1068375513010122).

H.Fang, L.S.Zhang, Y.L.Xing, S.C.Zhang, S.D.Wu, Int. J. Electrochem. Sc. 13(9), 8736 (2018) (DOI: https://doi.org/10.20964/2018.09.21 ).

Z. Liu, Y.Zhang, J. Feng, Q. Han, Q. Wei, Sensors and Actuators B: Chemical 287, 551 (20 19) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.02.079).

O.M. Hemiy, I.M. Budzulyak, L.S. Yablon, D.I. Popovych, O.V. Morushko, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 14(1), 147 (2016) (DOI: https://www.imp.kiev.ua/nanosys/media/pdf/2016/1/nano_vol14_iss1_p0147p0155_2016.pdf ).

Z. S. Wu, D. W. Wang, W. Ren, J. Zhao, G. Zhou, F. Li, H. M. Cheng, Advanced Functional Materials, 20 (20), 3595 (2010) (DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201001054).

M. Toupin, T. Brousse, D. Belanger, Chem. Mater. 16 (16), 3184 (2004) (DOI: https://doi.org/10.1021/cm049649j).

M. H. Bai, L. J. Bian, Y. Song, X. X. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 6 (15) 12656 (2014) (DOI: https://doi.org/10.1021/am502630g).

L. S. Yablon, V. V. Strelchuk, I. M. Budzulyak, S.I. Budzulyak, O.V. Morushko, B.I. Rachiy, O.M. Hemiy, J. Nano- Electron. Phys. 7 (3), 03016 (2015) (DOI: https://jnep.sumdu.edu.ua/download/numbers/2015/3/articles/jnep_2015_V7_03016.pdf).

I. M. Budzulyak, O. M. Khemii, O. V. Morushko, D. I. Popovych, Yu. Starchuk, L. S. Yablon, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 17 (4), 0689 (2019), (DOI: https://www.imp.kiev.ua/nanosys/media/pdf/2019/4/nano_vol17_iss4_p0689p0700_2019.pdf).

X. Xia, W. Lei, Q. Hao, W. Wang, X. Wang, Electrochim. Acta 99, 253 (2013) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.03.131).

K. Seevakan, A. Manikandan, P. Devendran, A. Baykal, T. Alagesan, Ceram. Int. 44 (15), 17735(2018) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.06.240).

P. R. Jothi, K. Shanthi, R. R. Salunkhe, M. Pramanik, V. Malgras, S. M. Alshehriand, Y. Yamauchi, Eur. J. Inorg. Chem. 22, 3694 (2015) (DOI: https://doi.org/10.1002/ejic.201500410).

G. Kianpour, F. Soofivand, M. Badiei, M. S-. Niasariand M. Hamadanian, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 10244 (2016) (DOI: https://doi.org/10.1007/s10854-016-5103-3 ).

P. R. Jothi, S. Kannanand G. Velayutham, J. Power Sources 277, 350 (2015) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.11.137).

V. Umapathy, P. Neeraja, A. Manikandanand P. Ramu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 27 (8), 1785 (2017) (DOI: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60201-2).

S. F. Matar, A. Largeteauand G. Demazeau, Solid State Sci. 12 (10), 1779 (2010) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2010.07.030).

A. W. Sleight, Acta Cryst. B 28, 2899 (1972) (DOI: https://doi.org/10.1107/S0567740872007186).

G. Boopathy, M. Keerthi, S.-M. Chen, M. Umapathy, B.N. Kumar, Mater.Chem. Phys., 239, 121982 (2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.121982).

G. W. Smith, Acta Crystallographica, 15(10), 1054 (1962) (DOI: https://doi.org/10.1107/S0365110X62002765).

A. W. Sleight, B. L. Chamberland, Inorganic Chemistry 7(8), 1672 (1968) (DOI: https://doi.org/10.1021/ic50066a050).

M. Wiesmann, H. Ehrenberg, G. Wltschek, P. Zinn, H. Weitzel, H. Fuess, Journal of magnetism and magnetic materials 150(1), L1(1995) (DOI: https://doi.org/10.1016/0304-8853(95)00516-1).

J. A. Rodriguez, S.Chaturvedi, J. C. Hanson, J. L. Brito, The Journal of Physical Chemistry B 103(5), 770 (1999) (DOI: https://doi.org/10.1021/jp983115m).

Y.Huang, F.Cui, Y.Zhao, J.Lian, J.Bao, H.Li, J. Alloys Compd. 753, 176 (2018) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.04.060).

Y.Zhang, H.-L.Gao, X.-D.Jia, S.-W.Wang, J.Yan, H.-W.Luo, K.-Z.Gao, H.Fang, A.-Q.Zhang, L.-Z.Wang, J.Renew. Sustain. Ener. 10, 054101 (2018) (DOI: https://doi.org/10.1063/1.5032271).

H.Xuan, Y.Xu, Y.Zhang, H.Li, P.Han, Y.Du, J. Alloys Compd. 745, 135 (2018) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.172).

Y. Ding, Y. Wan, Y. L. Min, W. Zhang, S. H. Yu, Inorganic Chemistry, 47 (17), 7813 (2008) (DOI: https://doi.org/10.1021/ic8007975).

D. Cai, D.Wang, B. Liu, Y. Wang, Y. Liu, L. Wang, T. Wang, ACS applied materials & interfaces 5(24), 12905 (2013) (DOI: https://doi.org/10.1021/am403444v).

S. Peng, L.Li, H. B. Wu, S. Madhavi, X. W. Lou, Advanced Energy Materials 5(2), 1401172 (2015) (DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.201401172).

B. Senthilkumar, R. K. Selvan, Journal of colloid and interface science 426, 280 (2014) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2014.04.010).

L. Lin, T. Liu, J. Liu, R. Sun, J. Hao, K. Ji, Z, Applied Surface Science, 360(А), 234(2016) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.11.018).

N. S. Neeraj, B. Mordina, A. K.Srivastava, K.Mukhopadhyay, N. E. Prasad, Applied Surface Science 473, 807 (2019) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.12.220).

E. R. Ezeigwe, P. S.Khiew, C. W. Siong, M. T. Tan, Ceramics International, 43(16), 13772 (2017) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.07.092).

X. Feng, J.Ning, D. Wang, J. Zhang, M. Xia, Y. Wang, Y. Hao, Journal of Alloys and Compounds 816, 152625 (2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152625).

Y. Abbas, S. Yun, M. S. Javed, J. Chen, M. F. Tahir, Z. Wang, Z. Hussain, Ceramics International, 46(4), 4470(2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.10.173).

O. P. Bolade, A. B. Williams, N. U. Benson, Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 13, 100279 (2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.enmm.2019.100279).

I.M. Budzulyak, L.S. Yablon, R.V. Ilnytskyi, O.V. Morushko, O.M. Hemiy, J. Nano- Electron. Phys. 10(2), 02016 (2018) (DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.10(2).02016).

M. Oghbaei, O. Mirzaee, Journal of alloys and compounds 494(1-2), 175(2010) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.01.068).

H. Wan, J. Jiang, X. Ji, L. Miao, L. Zhang, K. Xu, Y. Ruan, Materials Letters, 108, 164 (2013). (DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.06.099).

A. Ajay, A. Paravannoor, J. Joseph, V. Amruthalakshmi, S. S. Anoop, S. V. Nair, A. Balakrishnan, Applied Surface Science, 326, 39 (2015) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.11.016).

K. Seevakan, A.Manikandan, P. Devendran, A. Shameem, T. Alagesan, Ceramics International 44(12), 13879 (2018) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.04.235).

T. Liu, H. Chai, D. Jia, Y. Su, T. Wang, W. Zhou, Electrochimica Acta 180, 998 (2015) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.07.175).

A. Henglein, Ultrasonics, 25(1), 6 (1987) (DOI: https://doi.org/10.1016/0041-624X(87)90003-5).

D. Parviz, M.Kazemeini, A. M. Rashidi, K. J. Jozani, Journal of Nanoparticle Research, 12(4), 1509(2010) (DOI: https://doi.org/10.1007/s11051-009-9727-6).

R. N. Panda, S. Kaskel, Journal of materials science 41(8), 2465(2006) (DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-006-5112-3).

M. Sautel, G. Thomas, A. Kaddouri, C. Mazzocchia, R. Anouchinsky, Applied Catalysis A: General, 155(2), 217 (1997) (DOI: https://doi.org/10.1016/S0926-860X(96)00401-2).

G. Kianpour, M. Salavati-Niasari, H. Emadi, Ultrasonics sonochemistry 20(1), 418 (2013) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2012.08.012).

C. Mazzocchia, C. Aboumrad, C. Diagne, E. Tempesti, J. M. Herrmann, G. Thomas, Catalysis Letters 10(3-4), 181(1991) (DOI: https://doi.org/10.1007/BF00772070).

F. Di Renzo, C. Mazzocchia, Thermochimica Acta 85, 139 (1985) (DOI: https://doi.org/10.1016/0040-6031(85)85549-0).

O. Lezla, E. Bordes, P. Courtine, G. Hecquet, Journal of Catalysis, 170(2), 346(1997) (DOI: https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1759).

M. V. da Silva, D. F. de Oliveira, H. S. Oliveira, K. P. Siqueira, Materials Research Bulletin 122, 110665(2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2019.110665).

A. Kaddouri, E. Tempesti, C. Mazzocchia, Materials Research Bulletin 39(4-5), 695(2004) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2003.11.005).

M. Yang, Q. Bai, C. Ding, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 604, 125276 (2020) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.125276).

M. Masteri-Farahani, S. Mahdavi, M. Rafizadeh, Ceramics International 39(4), 4619(2013) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.11.059).

Y. Mi, Z. Huang, F. Hu, J. Jiang, Y. Li, Materials Letters 64(6), 695(2010) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2009.12.041).

D. Klissurski, M. Mancheva, R. Iordanova, G. Tyuliev, B. Kunev, Journal of alloys and compounds 422(1-2), 53(2006) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.11.073).

X. Lu, W. Jia, H. Chai, J. Hu, S. Wang, Y. Cao, Journal of colloid and interface science 534, 322 (2019) (DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.09.042).