化学镀法制备多壁碳纳米管负载非晶态镍-磷纳米粒子催化剂的性能及其苯加氢催化活性研究

通过化学镀工艺,采用以次磷酸钠为还原剂的镀液将镍-磷（Ni-P）纳米粒子负载于多壁碳纳米管（MWCNTs）表面。通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、X射线衍射仪（XRD）、选区电子衍射仪（SAED）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、差示热分析仪（DTA）、X射线光电子能谱仪（XPS）等测试手段对催化剂的物理化学性能进行了表征,分析结果表明：Ni-P纳米粒子化学组成为Ni_73.8P_26.2,为非晶态结构实心圆球体,均匀分散负载于MWCNTs外壁,平均尺寸约100 nm,粒度分布窄,镍元素与磷元素之间无明显电子转移,催化剂在350℃以下结构和热稳定性较强。通过催化剂对于苯加氢反应的研究评价了其催化性能,结果表明在Ni-P/MWCNTs催化剂作用下,苯全部选择性地转化为环己烷,催化剂显示出较好的催化活性（71.2%）和高选择性（100%）。     

化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层在弱酸性介质中耐蚀性研究

以紫铜为基体,采用化学镀制备了非晶态Ni-P,Ni-Sn-P镀层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)等对镀层的结构、微观形貌及元素组成进行分析.通过Tafel极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、开路电位监测及室内加速腐蚀试验,研究两种镀层在pH=5.5,w_(NaCl)=3.5%,以及pH=5.5,wS=20%的土壤介质中的耐蚀性能.结果表明,化学镀非晶态Ni-P及Ni-Sn-P镀层的自腐蚀电流密度是裸铜的4.5%和1.2%,两种镀层在酸性腐蚀介质中具有比金属铜更好的耐蚀性,并且化学镀Ni-Sn-P镀层耐蚀性优于Ni-P镀层.两种镀层的自腐蚀电位均负于铜.     

镍-磷纳米非晶合金催化剂晶化过程及其C2H4+H2活性

利用化学还原法制备了Ni893P10．7非晶态纳米合金催化剂，用电感藕合等离子体光谱法(ICP)、分析电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射法(XRD)、BET表面积测试及X-光电子能谱(XPS)等手段对新鲜样品及经过热处理后的样品进行表征，并用微型催化反应装置评价其C2H4 H2催化活性，结果表明，非晶态Ni-P纳米合金具有比其晶态更高的催化活性。     

Preparation and electrochemical properties of carbon-coated LiFePO4 hollow nanofibers

Carbon-coated LiFePO4 hollow nanofibers as cathode materials for Li-ion batteries were obtained by coaxial electrospinning. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Brunauer–Emmett–Teller specific surface area analysis, galvanostatic charge–discharge, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed to investigate the crystalline structure, morphology, and electrochemical performance of the as-prepared hollow nanofibers. The results indicate that the carbon-coated LiFePO4 hollow nanofibers have good long-term cycling performance and good rate capability:at a current density of 0.2C (1.0C=170 mA·g?1) in the voltage range of 2.5–4.2 V, the cathode materials achieve an initial discharge specific capacity of 153.16 mAh·g?1 with a first charge–discharge coulombic efficiency of more than 97%, as well as a high capacity retention of 99%after 10 cycles;moreover, the materi-als can retain a specific capacity of 135.68 mAh·g?1, even at 2C.     

多壁碳纳米管负载镍-磷合金催化剂的制备及其乙醇电催化氧化性能

采用改良的化学镀法制备得到了多壁碳纳米管(MWCNT)负载镍-磷(Ni-P)合金粒子催化剂。通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、X射线衍射仪(XRD)、选区电子衍射(SAED)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等测试手段对催化剂的物性进行了表征。测试结果表明,圆球状的非晶态Ni-P纳米粒子均匀分散在多壁碳纳米管的侧壁,粒径大约为100nm。进一步通过循环伏安法(CV)对催化剂乙醇氧化的电催化性能进行了研究,结果表明MWCNT/Ni-P催化剂对于碱性介质下的乙醇氧化反应有着优异的电催化性能。     

微生物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3/PANI阴极催化剂的制备及催化性能

采用原位聚合法合成了La0.7Sr0.3CoO3/PANI复合材料微生物燃料电池(MFC)阴极催化剂。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备催化剂进行结构和微观形貌表征。采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对复合材料进行电化学性能的分析。结果表明,聚苯胺(PANI)含量的差异导致催化剂的活性有较大区别,在磷酸盐缓冲溶液中含PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂表现出了良好的活性。将所制备催化剂应用于单室微生物燃料电池阴极,结果显示,PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI对应MFC的最大功率密度258.91mW/m2,相应开路电压达642.7mV。这表明La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂具有显著的催化活性,为需求有效MFC阴极催化剂材料提供了新途径。     

超声微波辅助共沉淀法制备Li1.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料及其性能

通过超声微波共沉淀法制备一系列纳米正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2。通过X射线衍射,扫描电镜,X射线光电子能谱和电化学方法研究超声时间对合成材料的影响。结果表明反应时间为2h时,材料表现出最优异的电化学性能,其在0.1C和2C倍率下的容量分别为265mAh.g-1 和180mAh.g-1。材料优异的电化学性能取决于其均一的颗粒粒径,理想的元素分布和高反应活性的氧化还原电对。超声微波系统可以在富锂材料的实际生产中起到良好的辅助作用,它使用方便,且能够节约时间。     

Preparation and electrochemical properties of carbon-coated LiFePO4 hollow nanofibers

Carbon-coated LiFePO₄ hollow nanofibers as cathode materials for Li-ion batteries were obtained by coaxial electrospinning. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Brunauer–Emmett–Teller specific surface area analysis, galvanostatic charge–discharge, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed to investigate the crystalline structure, morphology, and electrochemical performance of the as-prepared hollow nanofibers. The results indicate that the carbon-coated LiFePO₄ hollow nanofibers have good long-term cycling performance and good rate capability: at a current density of 0.2C (1.0C = 170 mA·g-1) in the voltage range of 2.5–4.2 V, the cathode materials achieve an initial discharge specific capacity of 153.16 mAh·g-1 with a first charge–discharge coulombic efficiency of more than 97%, as well as a high capacity retention of 99% after 10 cycles; moreover, the materials can retain a specific capacity of 135.68 mAh·g-1, even at 2C.     

低温离子交换法合成镍酸锂及其电化学性能研究

采用低温离子交换反应法在空气气氛下合成了锂离子电池正极材料——镍酸锂。系统研究了低温离子交换法制备镍酸锂的工艺条件，如合成温度、反应时间、原料摩尔比和不同原料等对合成镍酸锂晶体的影响。用XRD和SEM等测试手段，对镍酸锂样品进行了结构表征。通过充放电实验测试，研究了镍酸锂电极的电化学性能，结果表明，镍酸锂具有高达142 mAh/g的首次放电容量和良好的循环寿命。     

梯度复合阴极LaBaCo_2O_(5+δ)-Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)的制备及电化学性能

采用机械混合法制备中温固体氧化物燃料电池梯度复合阴极材料LaBaCo2O5+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9(LBCO-SDC)。通过X线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)分析、热膨胀法、交流阻抗谱法和循环伏安法分别对晶体结构、界面微观结构、热膨胀性及电化学性能进行表征。结果表明:LBCO阴极与SDC电解质之间具有良好的化学相容性;电解质SDC的添加有效地降低了阴极材料LBCO的热膨胀系数;双层梯度复合阴极比单层阴极表现出更小的比表面电阻以及极化过电位,显示出更好的电化学性能;在700℃时,双层梯度复合阴极的比表面电阻与LBCO阴极相比下降了约13.2%,极化过电位(电流密度为0.20 A/cm2)从51.0 mV下降到46.4 mV。     

WO3/碳点/TiO2复合纳米材料的制备及其光致阴极保护作用研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO₂纳米阵列（TNAs）,然后分别采用浸泡法和电沉积法在TNAs表面负载碳点层和WO₃层,得到WO₃/碳点/TNAs复合纳米光阳极（TCW）,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）对其进行了表征。采用紫外可见漫反射光谱法（UV-Vis DRS）和电化学方法测定了TCW光阳极的光吸收和电化学性能,并评价了在模拟海水溶液中TCW对Q235碳钢的光致阴极保护作用。结果显示：与TNAs相比,TCW的吸收边从紫外光区（384 nm）扩展至可见光区（426 nm）,带隙宽度（E_g）从3.23 eV降低到2.91 eV,对光的吸收能力显著提升;可见光响应电流密度提高了6.85倍,达到157 μA/cm²。将TCW光阳极与Q235碳钢阴极耦合后,阴极表面的稳态光响应电流密度达到101 μA/cm²;与耦合前相比,其自腐蚀电位降低了0.41 V （vs.Ag/AgCl）,电化学电流噪声（ECN）振幅增大,腐蚀过程受到明显抑制。以上结果表明TCW对Q235碳钢具有优异的光致阴极保护作用。     

WO3/碳点/TiO2复合纳米材料的制备及其光致阴极保护作用研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO₂纳米阵列（TNAs）,然后分别采用浸泡法和电沉积法在TNAs表面负载碳点层和WO₃层,得到WO₃/碳点/TNAs复合纳米光阳极（TCW）,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）对其进行了表征。采用紫外可见漫反射光谱法（UV-Vis DRS）和电化学方法测定了TCW光阳极的光吸收和电化学性能,并评价了在模拟海水溶液中TCW对Q235碳钢的光致阴极保护作用。结果显示：与TNAs相比,TCW的吸收边从紫外光区（384 nm）扩展至可见光区（426 nm）,带隙宽度（E_g）从3.23 eV降低到2.91 eV,对光的吸收能力显著提升;可见光响应电流密度提高了6.85倍,达到157 μA/cm²。将TCW光阳极与Q235碳钢阴极耦合后,阴极表面的稳态光响应电流密度达到101 μA/cm²;与耦合前相比,其自腐蚀电位降低了0.41 V （vs.Ag/AgCl）,电化学电流噪声（ECN）振幅增大,腐蚀过程受到明显抑制。以上结果表明TCW对Q235碳钢具有优异的光致阴极保护作用。     

锂离子电池锡氧化物基负极材料的软化学合成

采用新兴的软化学方法合成了锡氧化物基粉末材料.用X-射线衍射、扫描电镜和电化学方法对材料的微观结构、形貌和电化学性能进行了研究.结果表明：锡氧化物基材料的颗粒的平均粒径约为200 nm，颗粒之间形成了类似中孔材料的相互连接的网状结构.这种材料的可逆充电容量超过570 mAh/g，30次循环后平均每次循环的容量衰减只有0.15%.良好的电化学性能表明锡氧化物基材料有望作为新一代锂离子电池的负极材料.     

Effect of feeding ratios on the structure and electrochemical performance of graphite oxide/polypyrrole nanocomposites

Graphite oxide (GO)/polypyrrole (PPy) nanocomposites (GPYs) were synthesized using in situ polymerization.The effect of the feeding ratios of pyrrole and GO on the structure and electrochemical performances of GPYs was investigated.The structure was characterized via Fourier-transform infrared spectroscopy,scanning electron microscopy,transmission electron microscopy and X-ray diffraction.The electrochemical performance was characterized via cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy.The results indicate that the more pyrrole is added to GO (with GO concentrations of 20% and 50%),the more agglomeration of both PPy and GO layers occurs.This is detrimental to the capacitance utilization of PPy.When the feeding ratio of GO:pyrrole is 80:20,PPys with nanofibrils are dispersed homogenously in/on the exfoliated layer of GO and the conductivity is enhanced.The capacitance utilization of PPy in a composite with a GO concentration of 80% (383 F/g) is higher than that of pure PPy (201 F/g),which indicates the presence of a synergistic effect between GO and PPy.     

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.     

LiFePO4/CNT复合材料的制备及电化学性能

采用溶胶凝胶-微波法制备LiFePO4/碳纳米管(CNT)复合正极材料.考察不同微波时间和CNT含量对其电化学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶型结构和表面形貌进行表征.结果表明:掺CNT量为2%(质量分数)和微波18 min所得样品有较好的电化学性能;0.1C充放电的首次放电比容量为142 mAh.g-1,第10次循环的比容量为136 mAh.g-1.     

全固态锂离子电池阳极V_2O_5薄膜的性能研究

通过磁控溅射法制备全固态锂离子电池阳极V2O5薄膜,对不同条件下制备的V2O5薄膜用原子力扫描显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行测试分析。结果表明,氧气比例高于20%,溅射功率120W,环境压强1.2Pa时,V2O5薄膜在表面形貌、物相和物态方面表现出良好的电化学性能。     

45#钢表面Ni-P-nano-SiC复合化学镀层的制备

在优化设计的化学镀基础镀液中通过添加不同含量的纳米SiC颗粒,研究在45#钢表面制备具有纳米SiC颗粒增强的复合镀层及形成机理.利用SEM,XRD和显微硬度计等方法对实验样品的组织结构、形貌、显微硬度及其镀层形成机理进行了研究,结果表明:实验制备的Ni-P,Ni-P-SiC镀层镀态时硬度分别为572 HV,649 HV,热处理后其表面硬度在400℃时达到最大值1 045 HV和1 341 HV.纳米SiC颗粒在镀液中不参与化学反应,只是与化学反应所产生的Ni和P共同沉积在镀层中起到了复合强化的作用.Ni-P-nano-SiC镀层的生长机理是按层状方式生长,生长方向垂直于钢基体表面.纳米SiC提...     

Preparation and electrochemical properties of re-synthesized LiCoO2 from spent lithium-ion batteries

A new idea for reuse of the cathode materials of lithium-ion batteries(LIBs) is investigated to develop an environmentally friend-ly process for recycling spent batteries.LiCoO2 is re-synthesized from spent LIBs by leaching and a sol-gel method calcined at high temperature.Thermogravimetric analysis(TGA) and differential scanning calorimetry(DSC) are employed to study the re-actions occurring calcination that are responsible for the weight losses.X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM) are used to determine the structures of the LiCoO2 powders.It was found that a pure phase of LiCoO2 can be obtained by the re-synthesis process.Cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) are used to evaluate the electrochemical properties of the LiCoO2 powders.The discharge capacity of re-synthesized LiCoO2 is 137 mAh g-1 at the 0.1 C rate,and the capacity retention of the re-synthesized LiCoO2 is 97.98% after 20 cycles at the 0.1 C rate,and 88.14% after 40 cy-cles.The results indicate that the re-synthesized LiCoO2 displays good charge/discharge performance and cycling behavior.     

微波合成锂离子电池正极复合材料LiFePO4/C电化学性能

采用微波合成技术合成锂离子电池正极材料LiFePO4,并进行碳掺杂,合成出复合材料LiFePO4/C.通过XRD,SEM和恒电流充放电实验,研究了材料结构形貌和电化学性能.结果表明,掺碳量4%时,采用40mA/g进行充放电,材料比容量可以达到109mAh/g,高倍率性能也有一定程度的提高.