钴离子对聚苯胺/活性炭复合材料制备与性能的影响

采用苯胺在活性炭表面原位化学聚合的方法合成了聚苯胺/活性炭(PANI/AC)复合材料。在合成过程中添加钴盐,并研究了钴离子对复合材料结构和电容特性的影响。利用场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱仪对其表面微观形态和化学结构进行了对比分析;在6mol/L KOH电解液中,以Hg/HgO为参比电极对复合材料进行了循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学性能的测试。结果表明,添加钴盐改性时聚苯胺在活性炭表面包覆的更均匀,循环伏安结果表明添加钴盐改性时复合材料的电化学活性提高,恒流充放电测试结果显示其电容量从不添加钴盐改性时的387F/g提高到了530F/g,提高了将近38.2%,并且显示出良好的大电流充放特性。     

Structure and properties of solid-state synthesiz ed poly (3,4-propylenedi oxythiophene) /nano-ZnO composite

Poly（3,4-propylenedioxythiophene）/nano-Zinic Oxide（PProDOT/ZnO） composites with the content of 3-7 wt%nano-ZnO were synthesized by the solid-state method with FeCl₃ as oxidant.The structure and morphology of the composites were characterized by Fourier transform infrared（FTIR）spectroscopy,ultraviolet-visible（UV-vis） absorption spectroscopy,X-ray diffraction（XRD） and transmission electron microscopy（TEM）.The electrochemical performances of the composites were investigated by galvanostatic charge-discharge,cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy（EIS）.The photocatalytic activities of the composites were investigated by the degradation of methylene blue（MB） dyes in aqueous medium under UV light irradiation.The results from FTIR and UV-vis spectra showed that the PProDOT/ZnO composites were successfully synthesized by solid-state method,and nano-ZnO had great influences on the conjugation length and oxidation degree of the polymers.Furthermore,the PProDOT/5 wt%ZnO had the highest conjugation and oxidation degree among the composites.The results of XRD analysis indicated that there were some FeCl₄^- ions as doping agent in the PProDOT matrix,and the content of ZnO had no effect on diffraction pattern of PProDOT.Morphological studies revealed that the pure PProDOT and composites had similar morphological structure,and all the composites displayed an irregular sponge like morphology.The results of electrochemical tests showed that the PProDOT/5 wt%ZnO had a higher electrochemical activity with a specific capacitance value of 220 F g^-1 than others.The results from photocatalytic activities of the composites indicated that the PProDOT/5 wt%ZnO had better photocatalytic activity than other composites.     

功能化多壁碳纳米管增强涂层用于金属保护

通过多巴胺自发氧化聚合形成包裹的多壁碳纳米管（PDA@FMWCNT）.利用聚多巴胺（PDA）的易附着能力,在铜（Cu）表面构造了基于PDA@FMWCNT的复合材料薄膜.利用拉曼（Raman）光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子光谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的结构进行了表征.利用电动位极化和电化学阻抗谱（EIS）法评价了PDA@FMWCNT在盐溶液中对金属的腐蚀保护性能.结果表明,PDA@FMWCNT复合涂层具有良好的防腐蚀性,并详细描述了其保护机理.     

聚丙烯纤维膜为基底的聚吡咯合成及其电容性能研究

通过对吡咯蒸汽的化学氧化,在聚丙烯纤维表面原位生成了聚吡咯及其与氧化镍的复合物.用XRD、SEM对样品进行了结构表征,用四探针法测试了样品的电导率.用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗法研究了复合材料的电化学电容性能.结果表明:复合膜的形貌、电导率和其用作电容的性能受到反应条件、聚吡咯度其复合物含量的影响;掺入氧化物有利于改善电容器的充放电性能.     

植酸/金属离子共掺杂聚苯胺/纤维素复合材料的制备与电化学性能研究

以再生纤维素微球为基底,通过原位聚合法制备了金属离子与植酸共掺杂的聚苯胺/纤维素复合材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）和比表面积分析仪（BET）对材料进行了表征,并探究了不同金属离子掺杂对复合材料电化学性能的影响。结果表明,与纯聚苯胺相比,以再生纤维素微球为基底的聚苯胺/纤维素复合材料的倍率性能、导电性均有大幅提升,锌离子、锂离子分别与植酸共掺杂后制备的聚苯胺/纤维素复合材料,在5 mV/s的扫描速率下比电容分别为343 F/g、332 F/g,远大于单一植酸掺杂的复合材料的比电容（286 F/g）;对锌离子、锂离子掺杂的复合材料进行了300次充放电测试后,其比电容保持率分别为87%、88%,均高于未经金属离子掺杂的复合材料的比电容保持率（83%）,表明锌离子与锂离子掺杂可提升复合材料的循环稳定性。     

LiFePO4-MWCNTs复合正极材料的制备与电化学性能研究

以氧化铁为铁源,通过简单的固相碳热法制备LiFePO4-MWCNTs复合正极粉体材料.利用XRD和SEM表征LiFePO4-MWCNTs复合材料的结构和表面形貌.利用EIS、CV和充放电测试实验测量LiFePO4-MWCNTs复合材料的电化学性能.XRD结果显示复合材料为橄榄石型的磷酸铁锂纯相,多壁碳管在正极材料中将颗粒相连,增加导电面积,形成三维网络结构,为颗粒之间提供附加的导电通道.通过添加质量分数为5%的多壁碳管的方法对LiFePO4正极材料导电通道进行改善.在0.5C充放电速率下首次放电比容量可以达到151.6mAh/g,充放电50次后,放电比容量还能保持在145.5mAh/g,在1C充放电速率下比容量保持在140mAh/g,2C时比容量保持在130mAh/g.随着充放电速率的增加,锂离子电池的性能也更加优越.     

电沉积制备Ni_3S_2/Ni锂离子电池复合负极材料

以NH4SCN为硫源,在水溶液中电沉积制备Ni3S2/Ni复合材料.利用EDS、SEM、XRD分别对该复合材料进行组分、形貌、晶体结构的表征与分析,并将所制备的复合材料与Li片组成电池,研究其电化学性能.结果表明NH4SCN的浓度对复合材料的形貌及电性能有显著的影响.如在NH4SCN浓度为0.1 mol/L时,该复合物由亚微米颗粒组成,此时的电化学性能最好,首次放电比容量达到240.4 m Ah/g,容量保持率为89.35%.     

电化学处理程度对碳纤维结构及性能的影响

采用质量分数为5%NH4HCO3溶液对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行不同程度的电化学处理。采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)表征电化学处理前后碳纤维表面化学成分和表面微观结构的变化规律。将碳纤维样品与环氧树脂制成复合材料,探究该复合材料的层间剪切强度(ILSS)。研究结果表明:经过3组电化学处理后,碳纤维表面含氧官能团增多、表面有序度下降、复合材料的ILSS提高1.94倍;继续经过3组电化学处理,碳纤维表面含氧官能团下降、表面有序度回升、复合材料的ILSS提高1.53倍;纤维表面含氧官能团含量越多,纤维的结构破坏程度越低,碳纤维/环氧树脂复合材料的ILSS越高。在大规模电化学处理碳纤维过程中,选择3组电化学处理碳纤维,既能大幅度改善碳纤维表面活性,又不会严重影响碳纤维的表面结构。     

SnO$_{\boldsymbol{x}}$S$_{\boldsymbol{y}}$@PANI@rGO 复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成二硫化锡六方晶片, 通过氧化聚合包裹聚苯胺, 水热还原制备锡氧硫化合物@聚苯胺@还原氧化石墨烯(SnO$_{x}$S$_{y}$@PANI@rGO)复合材料. 分别利用 X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared, FT-IR)光谱、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)对材料进行形貌和物相分析, 结果表明: 制备的六方形 SnO$_{x}$S$_{y}$被 PANI 和 rGO 双层包覆. 将复合材料作为锂离子电池的负极进行电化学性能研究, 结果显示: 由于多元复合材料中的聚苯胺和还原石墨烯增加了其导电性, 缓冲了 SnO$_{x}$S$_{y}$ 在充放电过程的体积膨胀, 保持了结构稳定性, 展现了优越的电性能.     

GO/PPy/Pb3O4修饰电极的制备及其在电化学传感中的应用

通过制备氧化石墨烯/聚吡咯/四氧化三铅(GO/PPy/Pb₃O₄)复合材料,用于构建电化学传感器,以实现对对苯二酚的电化学检测。通过利用π-π共轭效应,实现吡咯单体在氧化石墨烯表面的原位聚合。以GO/PPy纳米复合材料为基底,通过水热反应制备得到具有微/纳结构的GO/PPy/Pb₃O₄复合材料。以扫描电镜(SEM),傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)等对复合材料进行表征,用差分脉冲伏安法研究对苯二酚在修饰电极上的电化学行为。通过对比不同修饰电极的电化学传感性能,发现GO/PPy/Pb₃O₄修饰电极展示了良好的导电性和优异的电催化性能。结果表明,该电化学传感器在1.0~35 μg/L范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,其检测限为0.3 μg/L。此外,该电化学传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

不同平均分子量PEG组合体系对合成LiFePO_4/C复合材料结构与电化学性能的影响

以不同平均分子量的聚乙二醇（PEG）组合体系为纳米结构控制剂和碳源,采用旋转蒸干法制备了LiFePO4/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和恒电流充放电测试等手段对其晶体结构、形貌与电化学性能进行了表征。结果表明：不同的PEG组合体系对LiFePO4的晶体尺寸和颗粒形貌具有调控...     

Bi/Bi2O3复合碳纳米纤维的制备及其储锂性能研究

为提高Bi负极材料的循环性能,提出了一种Bi/Bi₂O₃碳纳米复合纤维(Bi/Bi₂O₃-CNFs)的合成方法。以Bi₂S₃纳米棒为模板,采用静电纺丝技术及后续高温热处理方法成功合成了具有纵孔结构的Bi/Bi₂O₃(w)-CNFs。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了表征。讨论了不同质量分数的Bi₂S₃对复合材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:当添加8.7%(质量分数)的Bi₂S₃时,合成的Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs拥有最佳的电化学储锂性能。当充放电电流密度为0.1 A/g时,Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合材料首次放电比容量可达到806 mA·h/g,并能稳定循环1 000次,即使在5.0 A/g的大电流密度下,储锂容量仍有147 mA·h/g。Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合结构改善了充放电过程的动力学性能,提高了电化学性能。碳纤维及内部纵孔结构缓解了充放电过程中电极材料的体积膨胀,增强了电池的循环稳定性。     

胶原蛋白/壳聚糖/羟基磷灰石多孔复合材料的制备与表征

从猪皮中提取胶原蛋白,并成功地制备了多孔的胶原蛋白/壳聚糖/羟基磷灰石多重复合材料.利用傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对胶原蛋白和复合材料进行了分析.结果表明:该方法制备的多重复合材料,其平均孔径为200nm,羟基磷灰石的含量高(43%,w/w),具有良好的生物活性和界面粘接效果.     

聚吡咯/海藻酸锰小球的性能研究

将海藻酸钠水溶液滴加到Mn Cl2水溶液中凝固成海藻酸锰小球。海藻酸锰小球吸附吡咯单体,在酸性KMn O4溶液中使吡咯单体氧化聚合成聚吡咯(PPy),得到聚吡咯/海藻酸锰复合小球(MPM)。用红外光谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站表征了复合小球的结构、形貌和电化学性能。结果表明:直径为200⁵00 nm的PPy微球聚集在海藻酸锰小球的表面。随着海藻酸钠在Mn Cl2水溶液的凝固时间增加,MPM的PPy含量偏低,复合小球的电容值减小。这种具有导电和生物相容性的MPM将在新型电极材料领域得到应用。     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

石墨烯/铜-银合金复合膜修饰玻碳电极同时测定鸟嘌呤和腺嘌呤

采用简单的搅拌还原法制备了石墨烯/铜-银合金纳米复合物,基于该复合物修饰玻碳电极制备了新型的电化学传感器.用SEM和TEM扫描电镜对石墨烯和石墨烯/铜-银合金纳米复合物进行了表征.分别用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为.结果表明,石墨烯/铜-银合金纳米复合膜显著促进了鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电子传递速度.在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液(ABS)中(pH 4.5),鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上具有良好的电化学行为,鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.0¹00.0μmol/L浓度范围内,信号线性关系良好,相关系数分别为0.997和0.998.鸟嘌呤和腺嘌呤的检出限分别为6.0×10-8mol/L和5.0×10-8mol/L(S/N=3).将该传感器用于DNA样品中嘌呤碱基分析,得到(G+C)/(A+T)的比值为0.79.     

基于二硫化钼-碳纳米颗粒复合物的电化学传感器

采用L-半胱氨酸辅助溶液相方法合成二硫化钼-碳纳米颗粒复合物,并利用扫描电子电镜对复合物的形貌进行表征.基于二硫化钼-碳纳米颗粒复合物修饰玻碳电极构建电化学传感器,用于扑热息痛的灵敏检测,利用循环伏安法和微分脉冲伏安法考察了电化学传感器的电化学行为.结果表明,扑热息痛的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限为0.01μmol/L.而且,该方法成功地用于实际药品中扑热息痛的检测.该传感器具有选择性高、抗干扰能力强、重现性和稳定性好的优点.     

氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征.结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6mol·L~(-1)的KOH电解液中,0.5A·g~(-1)电流密度下其比电容可达155F·g~(-1),是相同条件下GO比电容(81.5F·g~(-1))的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景.     

Li4Ti5O12/石墨负极材料的湿法制备与电化学表征

以无水乙醇为溶剂,醋酸锂、钛酸丁酯和石墨为原料,采用湿法制备了Li₄Ti₅O₁₂/石墨复合材料.采用X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜和电化学测试等对合成产物进行了表征.结果表明：600 ℃氩气气氛中煅烧6 h可制得碳质量分数5%左右的Li₄Ti₅O₁₂/石墨复合材料,其可逆容量达到167.1 mAh·g^-1;经80次循环后,0.1C放电时,容量保持率为99.0%,2.0 C放电时容量保持率达到105.1%.与纯Li₄Ti₅O₁₂相比,Li₄Ti₅O₁₂/石墨复合材料具有更好的循环性能和倍率性能,是一种优良的锂离子电池负极材料.     

Nb_2O_5-TiO_2复合氧化物结构与光催化性能研究

采用共沉淀法制备Nb2O5-TiO2复合氧化物,通过XRD、LRS和UV-vis DRS等方法考察Nb/Ti原子比和焙烧温度对Nb2O5-TiO2复合氧化物结构的影响,以水体中苯酚的降解为探针反应考察复合氧化物的光催化活性.结果表明,Nb2O5-TiO2复合氧化物结构与Nb/Ti原子比和制备温度有关.随着Nb5+进入TiO2晶格,在可见光区域形成一新的吸收带,该吸收带强度随Nb/Ti原子比和焙烧温度变化,当焙烧温度高于973 K时,可见光区域吸收带消失.低Nb/Ti原子比下,Nb5+对TiO2由锐钛矿相向金红石相转变具有抑制作用,而高的Nb/Ti原子比下Ti4+对Nb2O5晶相结构具有导向作用.复合物对水体中苯酚的光催化降解活性随着Nb/Ti原子比增加而降低.