柔性Ti3C2Tx薄膜电极的制备及其电化学性能

二维过渡金属碳化物(MXene)是一种性能优异的电极材料．其中，碳化钛(Ti₃C₂T_x)具有较高的金属导电性、高电容性和良好的力学性能，是超级电容器电极的理想候选材料．通过可控且简单的策略制备出独立的柔性Ti₃C₂T_x薄膜电极，采用简单的水热法在Ti3AlC2粉末中选择性蚀刻Al制备Ti₃C₂T_x薄膜，并在三电极系统中测试其超级电容器性能．在电流密度为5 A·g^-1时，Ti₃C₂T_x薄膜电极具有376.3 F·g^-1的高比电容，当电流密度为50 A·g^-1时，其比电容仍保持283.5F·g^-1，具有良好的倍率性能．结果表明，Ti₃C₂T_x薄膜可作为一种优秀的高性能超级电容器电...     

蒲公英状NiCo2O4超级电容器电极材料制备

采用简单的水热合成法制备得到了蒲公英状的NiCo₂O₄电极材料．用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X衍射测试(XRD)对样品进行了结构表征．并将其组合成超级电容器，通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)等测试手段研究其电化学性能．测试结果表明，空心结构蒲公英状NiCo₂O₄电极材料，在电流密度为1 A·g^-1时，电容量达到1 262.3 F·g^-1，高于实心结构时的680.89 F·g^-1．在5 A·g^-1时，经过2 000次循环测试后，样品的电容量从1 150 F·g^-1下降到1 050 F·g^-1，电容保持率为91.3%，表明电极的倍率性能十分稳定．     

Cr3C2S2单层储锂性能的第一性原理研究

锂离子电池具有体积小、无污染、能量密度高、循环寿命长等特点,被广泛应用于消费电子设备领域.近期研究表明,S官能化的MXenes在锂离子电池电极材料的领域中展现出了巨大的应用潜力,采用密度泛函理论研究了Cr₃C₂S₂单层的结构特点及其储锂性能.结果表明,Cr₃C₂S₂单层不仅结构稳定,并且展现出良好的导电特性,其官能化表面与锂离子之间有着较强的相互作用,且基底在吸附双层的锂离子时吸附能为负值,这表明Cr₃C₂S₂单层能够实现较好的锂离子存储.该研究为锂离子电池阳极材料的选择上提供了一个新的备选材料.     

无黏结剂NiO/MnO2电极的制备及电化学性能测试

【目的】电极材料是整个电容器的核心,制备高性能电容材料具有重要的实际意义。【方法】通过水热原位生长法及程序升温煅烧法制备NiO/MnO₂复合电极,并探究程序升温速率对电化学性能的影响。【结果】NiO/MnO₂复合电极相对于单一电极具有较好的电化学性能,其中120℃水热原位生长8 h、程序升温速率为2℃/min所获得的NiO/MnO₂电极的电化学性能较好,在电流密度为1 mA/cm²的条件下,面积比电容达到1 313 mF/cm²。【结论】该方法温和、简单,原位生长的方式能够提高活性物质的机械附着性和利用率,复合材料的活性物质间表现出较好的协同效应,可以有效提高材料的电化学性能。     

莴苣叶基碳材料制备及其电化学性能

生物质衍生的多孔碳材料来源于农村生产活动的废弃物以及城市垃圾，具有资源丰富、可再生、价格低廉等优点，是一种重要的超级电容器领域的电极材料．选用莴苣叶作为碳源，通过碳化、活化等处理，制备了具有丰富孔隙结构的生物质衍生多孔碳材料．在三电极系统中测试其超级电容器性能，在0.5 A·g^-1电流密度下的电容值达到196.5 F·g^-1，当电流密度为10 A·g^-1时，其比电容仍保持120 F·g^-1．该材料具有较高的比电容及较好的倍率特性，在超级电容器上具有良好的应用前景．     

V2NO2/TiSi2N4异质结界面性质调控的理论研究

使用第一性原理计算研究了外加电场对V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构接触类型和肖特基势垒的调控．计算结果表明,外电场可以有效地调控V₂NO₂/TiSi₂N₄肖特基势垒的高度及其异质结的接触类型．正负向外电场均能实现V₂NO₂/TiSi₂N₄异质结构p型与n型肖特基接触之间的动态转化．此项工作为基于TiSi₂N₄半导体的肖特基功能器件及场效应晶体管的应用提供理论基础．     

自支撑SnSe2/碳布柔性负极材料应用于钠离子电池

锡基硒化物具有理论比容量高、导电性优异、成本低等优点，在电化学储能领域具有较好的应用前景．但其循环稳定性低及倍率性能差仍限制其进一步商业化应用．针对这些问题，采用简单的水热-硒化法制备SnSe₂/碳布柔性负极材料，并对其进行了钠离子电池性能的测试．结果表明，制备的电极材料在电流密度为0.1 A·g^-1下，经过100圈充放电循环后，放电容量为541.0mAh·g^-1，且在不同电流密度充放电循环之后可逆比容量仍可高达503.9 mAh·g^-1.     

MnFe2O4/CNTs/GA光催化材料的制备及其类Fenton催化性能

采用低温共沉淀法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)纳米颗粒,水热法合成了碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)、MnFe₂O₄共掺杂石墨烯气凝胶(Graphene aerogel, GA)的MnFe₂O₄/CNTs/GA复合光催化材料。同时,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectoscopy, FT-IR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等技术对催化剂的晶体结构、微观形貌、孔结构和元素价态等进行了表征。催化降解实验结果表明,水热反应温度为180℃时制备的MnFe₂O₄/CNTs/GA催化剂光催化活性最佳,类...     

外电场调控V2NO2/MoGe2N4异质结界面性质的第一性原理

采用第一性原理计算系统地研究V₂NO₂和Mo Ge₂N₄的基础性质,及其异质结界面的电场响应特性．V₂NO₂具有类金属特性,Mo Ge₂N₄为间接带隙半导体特性．两种结构搭建的异质结具有六种不同堆叠方式,全部构型进行优化并选用了最低能量构型进行电场响应特性分析．V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结构的界面相互作用为范德瓦尔斯相互作用,两种结构在异质结中良好地保持了自己的本征性质．在外电场的调控下,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄异质结可以在p型肖特基接触和欧姆接触之间转换．结果表明,V₂NO₂/Mo Ge₂N₄是可调的金属/半导体接触．     

Co_3O_4超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

使用简单的化学沉积法制备出直接生长在泡沫镍上的前驱体Co(OH)2,之后经程序升温得到Co_3O_4超级电容器电极材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外吸收光谱和拉曼光谱对制备的电极材料进行了表征,并进行了电化学性能测试.结果表明,生成了前驱体Co(OH)2和Co_3O_4超级电容器电极材料,形貌为由纳米片组成的网状结构.该形貌结构易于电解质渗透和电荷转移,减小了电荷转移电阻,与前驱体Co(OH)2相比,Co_3O_4的电化学性能得到显著提高.在三电极体系下,电流密度为0.75 A/g时,Co_3O_4的比电容达到820.62 F/g,且循环稳定性较好,经过1 000次充放电循环后,比电容仍为初始比电容的95.6%.     

β分子筛负载SO42-/Fe2O3催化合成尼泊金丁酯

以实验室自制的β分子筛负载SO₄^2-/Fe₂O₃固体酸作催化剂，不加有毒带水剂，催化合成了尼泊金丁酯．考查了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等对尼泊金丁酯的酯化率的影响．结果表明，β分子筛负载SO₄^2-/Fe₂O₃固体酸具有超强酸性，对尼泊金丁酯具有较好的催化性能，适宜的反应条件为：n_酸∶n_醇=1.0∶1.2，催化剂用量为对羟基苯甲酸的10%，反应时间3 h，对羟基苯甲酸的转化率达92%以上．     

氢氧化镍-炭复合超级电容器的研究

用化学沉淀法制备出Ni(OH)2,以Ni(OH)2和活性炭为正负极组成复合超级电容器.用循环伏安法和恒流充放电实验研究了电极的电化学性能和容量性质.恒流充放电实验表明,该复合超级电容器具有良好的充放电性能及循环寿命,在6mol·L-1KOH电解液中的最大比容量可达450F·g-1.     

Ag掺杂g-C3N4纳米管的制备及其可见光催化CO2还原

以尿素(CO（NH₂）₂)和硝酸银（AgNO₃）为原料、三聚氰胺海绵为模板,在氮气保护下焙烧制备Ag掺杂g-C₃N₄纳米管（Ag/CNT）,并通过广角X-射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、紫外-可见漫反射（Ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroelectrochemistry, UV-Vis DRS）光谱、光致发光（Photoluminescence, PL）光谱、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope, SEM）和氮气吸附-脱附（N₂ adsorption-desorption）手段对催化剂进行表征。结果表明,Ag/CNT有较强的可见光吸收。相比于g-C₃N₄纳米片（CNP）和未掺杂的g-C₃N₄纳米管（CNT）,Ag/CNT表现出良好的可见光催化CO     

PbO_2+WO_3·H_2O复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

为提高混合超级电容器正极Pb O2的赝电容性能,采用温和水相沉淀法制备了纳米WO3·H2O粒子,通过复合共沉积法将WO3·H2O嵌入Pb O2镀层中,制备了Pb O2+WO3·H2O复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对复合电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在超级电容器中的赝电容性能进行了研究。结果表明,该复合电极材料由β-Pb O2和WO3·H2O组成;随着WO3·H2O含量的增加,复合材料的比表面积和孔隙率随之增加;其比电容值可达到320 F·g-1,表现出了良好的赝电容性能。     

金属离子和氧化剂对4-氯酚光化学降解的影响

在实验条件下,Mn²⁺/Fe²⁺/Cu²⁺/Zn²⁺/Al³⁺/Y³⁺/La³⁺(特别是Y³⁺和La³⁺)、KMnO₄/K₂S₂O₈/KClO₃/KClO₄/KBrO₃/KIO₃对4氯酚光化学降解起加速作用,且随其浓度增大而增强.KIO₄对4氯酚光化学降解起抑制作用,且随其浓度增大而增强.KClO₃/KBrO₃+Y³⁺对4CP光化学降解的加速作用更为显著.无光照时,KMnO₄、KIO₄+Mn²⁺/Fe²⁺都能够使4氯酚立刻发生化学降解,尤其以KMnO₄、KIO₄+Mn²⁺的作用更为显著.     

ZnAl-LDH/Al(OH)3复合材料的制备及其对废水中Pb2+的去除性能

利用共沉淀法，以Zn(NO₃)₂和Al(NO₃)₃为原料成功制备了锌铝复合材料ZnAl-LDH/Al(OH)₃(标记为ZAL/AH),采用SEM表征了ZAL/AH的形貌，利用FT-IR、XPS和XRD分析了样品的结构及组成。结果表明，所制备的ZAL/AH为片状结构，相组成受投料比的影响。其中，ZAL/AH-1具有高的比表面积，达到82.7 m²·g^-1。同时，利用所制备的复合材料ZAL/AH对水中的Pb²⁺离子进行了吸附实验，ZAL/AH-1对Pb²⁺的去除率能够达到95%。对吸附结果进行了吸附动力学、Freundlich和Langmuir模型拟合，Langmuir拟合计算得到的最大吸附量为143.3 mg·g^-1。     

自具微孔聚酰亚胺膜材料的研究进展

膜分离技术在现代的环境、能源、工业、医疗、水处理等领域都具有非常大的应用前景，聚酰亚胺是众多聚合物膜材料中性能和化学性质都比较优良的材料，自具微孔聚酰亚胺是近十几年出现的新型膜材料，具有优异的结构稳定性及分离性能，对CO₂/N₂,CO₂/CH₄,H₂/N₂,O₂/N₂等分离体系都有很大的提升．综述了应用于聚酰亚胺膜中常见的3种结构：Sprio双环中心结构、桥接双环结构以及Iptycene结构，并对其进行了具体分析，对该类聚合物研究方向做了一定的展望．     

电沉积法制备超级电容器电极材料纳米MnO_2

采用恒电流、恒电位及循环伏安三种电沉积方法在石墨上从pH为5.7,浓度为0.16 mol/L MnSO_4水溶液中分别制备了具有纳米结构的超级电容器活性电极材料MnO_2.用扫描电镜测试了其结晶形貌,用电化学研究了其在不同浓度的Na_2SO_4溶液中的电容特性,计算了它们的比电容,并对测试结果进行了比较和分析.结果表明:MnO_2的形貌及性能与沉积方法有关,所合成的MnO_2的粒径大约50 nm;用恒电流沉积法制备的样品,在0.3 mol/L的Na_2SO_4溶液中比电容最高,可达306.75 F/g.     

磷钨酸电极材料的超级电容器性能研究

多金属氧酸盐由于具有快速可逆的多电子氧化还原反应特点,已成为备受瞩目的新一代超级电容器电极材料.但多金属氧酸盐易溶于水以及众多溶剂的缺点导致其循环稳定性能差、电容值偏低,制约了该电极材料的实际应用.将典型的多金属氧酸盐——磷钨酸盐通过四丁基溴化铵进行处理后,得到不溶于水的磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物.在三电极系统中测试其超级电容器性能,在5 A·g~(-1)电流密度下的电容值是64.1 F·g~(-1),在电流密度为15 A·g~(-1)时循环充电/放电15000次以后的电容保持率高达97%.磷钨酸盐四丁基溴化铵电荷转移配合物的循环稳定性能优于多数赝电容器电极材料,为磷钨酸盐在超级电容器电极材料方面的应用提供了一定的基础.     

Si3N4基陶瓷刀具切削45钢切削参数优化

【目的】Si₃N₄基陶瓷刀具被广泛应用于难切削材料的连续或间歇切削，研究陶瓷刀具的角度和切削用量对分析Si₃N₄基陶瓷刀具切削性能的影响规律及优化切削参数选择具有重要意义。【方法】通过正交仿真试验来研究Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时应力场和温度场变化，确定Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时刀具角度和切削用量。【结果】刀具前角选择1°和-3°，主偏角选择30°和45°，后角选择0°和5°，刀具刃倾角选择-2°和0°。【结论】刀具角度优化选择前角γ₀=-1°、后角α₀=0°、刃倾角λ_s=-2°、主偏角K_r=30°。切削用量推荐参数为切削速度v为100-150 m/min、切削深度a_p=0.15 mm、进给量f=0.15 mm/r。