锂离子电池正极材料LiFe(MoO_4)_2的制备及其电化学性质

采用固相法合成纯相的LiFe(MoO4)2材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和超导量子干涉仪(SQUID)对其晶体结构及其磁学性质进行研究,并采用恒流充放电测试研究该材料在3.0~1.0V内的电化学性质.电化学测试表明,LiFe(MoO4)2作为正极材料具有良好的循环性能,稳定比容量为200mA·h/g,充放电效率为98.5%.     

光热功能型海绵吸油材料的制备及性能研究

为解决黏性油品的吸附问题,研究一种高性能吸油材料具有重要意义.采用浸涂法将聚氨酯(PU)海绵与金纳米粒子(AuNPs)结合,制备得到具有光热特性的AuNPs/PU海绵.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)对海绵吸油材料进行表征,并对其吸油性能进行了研究.结果表明:具有光热特性的AuNP s成功的附着在P U海绵表面.AuNP s/P U海绵与原油的接触角为24.31°,对原油的吸附能力可达自身质量的46倍,并具有良好的保油性和重复利用率.此外,该海绵还能通过AuNP s吸附光能转化为热能,进一步提高吸油能力,可实现对黏性油品的吸附.综上所述,AuNP s/P U海绵是一种综合性能优良的吸油材料.     

石墨炔修饰碳离子液体电极的制备与表征

利用石墨炔(GDY)制备了一种修饰电极.采用离子液体N-己基吡啶六氟磷酸盐(HPPF6)修饰碳糊电极(CILE)作为基底电极,通过滴涂法将GDY材料修饰于CILE表面得到修饰电极GDY/CILE.通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了GDY的形貌并采用循环伏安法和电化学交流阻抗法对该修饰电极进行电化学测试,结果表明制备的修饰电极有较大的有效面积、较高电子传输速率以及较低的电子界面转移电阻.对修饰电极进行了连续扫描和平行测试,该工作电极表现出良好的稳定性和重现性.     

复合型雷达吸波材料

研制了一种由羰基铁粉和导电聚苯胺(PAn)复合而成的新型宽频带雷达吸波材料.通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析其微观组成是羰基铁粉表面包覆聚苯胺;复合吸收剂0.9mm单层吸波涂层在6～18GHz范围内吸收量达5dB.通过设计还可以进一步拓宽频带和增强吸收.这种材料重量较轻、耐腐蚀、频带宽,有望开发成为实用吸波材料.     

钠离子电池负极材料Na_2Co_2TeO_6的合成及其电化学性质

采用固相法合成纯相的Na_2Co_2TeO_6材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究其晶体结构和元素价态,并用恒流充放电测试、倍率及循环伏安测试研究该材料在3.0~0.01 V内的电化学性质和动力学性能.结果表明:Na_2Co_2TeO_6作为电池负极材料具有良好的循环性能,稳定容量为200mA·h/g,充放电效率为95%;该材料具有较好的倍率性能,在电流密度500 mA/g下,仍可保持50 mA·h/g的稳定容量.     

多金属氧酸盐/甲基橙复合膜的制备及电致变色性能研究

采用层接层自组装技术,将多金属氧酸盐K6P2W18O62(多酸P2W18)和小分子物质甲基橙(Methyl Orange,MO)组装成复合膜材料.利用紫外-可见吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安扫描等手段对复合膜材料的形貌和电化学性能进行了表征和研究,使用电化学和UV-vis联机技术研究了复合材料的电致变色性能.结果表明:该复合膜呈现出淡黄色、浅蓝色到深蓝色的颜色调变,其光反差可达30.9%,着色效率高达53.4cm2/C,着色与褪色时间分别为2.4和3.1s;多酸和甲基橙复合膜材料具有良好的电致变色性能.     

基于尼龙6和聚偏氟乙烯复合隔膜的凝胶聚合物电解质

通过连续静电纺丝法制备了具有三明治结构的尼龙6(PA6)/聚偏氟乙烯(PVDF)/尼龙6三层复合膜,并将其用作锂离子电池凝胶聚合物隔膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察到该隔膜由无序的纳米纤维交织而成,具有大量的相互贯通的3D孔道.用差示扫描量热法(DSC)分析了隔膜的热稳定性,其特殊的多孔三明治结构及2种材料的搭配可...     

基于COOH/SBA-15的谐振式氨气传感器气敏性能研究

针对化工生产过程中易出现的氨气泄露等问题,采用共聚法合成了羧基功能化介孔硅材料(COOH/SBA-15),并将其作为敏感材料设计了一种石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)式氨气传感器.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、全自动比表面积和孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对敏感材料的形貌和结构进行了表征,并系统地研究了基于COOH/SBA-15的QCM传感器的气敏性能.测试结果表明该传感器对氨气(NH3)的检测限可达到10-6(体积分数),所合成的COOH/SBA-15-2样品对体积分数为20×10-6的NH3响应恢复时间分别为5s和7s.同时,该传感器对NH3具有较高的化学选择性和稳定性,具有较高的实用价值.     

ZnO/SnO复合纳米棒的水热合成及气敏研究

运用水热法合成六方纤锌矿ZnO纳米棒,在ZnO纳米棒表面水热生长SnO,获得了表面疏松的ZnO/SnO复合纳米棒材料。运用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)等手段表征了该材料的形貌和组成。BET氮吸附测试表明其表面疏松结构具有11.38 m2/g的比表面积。气敏实验证明了该材料对甲醛气体具有百万分率浓度级检测灵敏度,对于开发甲醛传感材料具有理论意义和潜在应用价值。     

MnO/石墨烯复合材料的制备及其作为锂离子电池负极的研究

通过原位复合方法合成碳包覆MnO/石墨烯(C@MnO/GN)复合材料并探究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,MnO纳米颗粒(直径约为30~50nm)均匀分散在石墨烯片层上,且颗粒外面包裹一层厚度约为5nm的碳层.电化学测试结果表明该材料作为锂离子电池负极具有优异的倍率和循环性能.0.2和0.5A/g电流密度下,比容量分别为800和700mAh/g;10A/g电流密度下比容量仍能保持在372mAh/g;当电流密度调回0.5A/g时,其比容量仍能恢复到730mAh/g.该材料也表现出优异的循环性能,在5和10A/g电流密度下依次循环100圈,容量保持率几乎100%.     

锂离子电池多孔硅／碳复合负极材料研究

以硅粉、镁粉和葡萄糖为原料,采用高温固相烧结工艺及水热法制备了循环性能优异的锂离子电池多孔硅／碳复合负极材料．利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品物相和微观形貌进行表征,研究了无定形碳包覆量对产物电化学性能的影响．无定形碳的存在,不仅对多孔硅粉的三维孔隙结构起到了支撑作用,也可有效改善复合材料的导电性能并有效缓冲电化学嵌／脱锂过程中多孔硅颗粒所产生的体积效应．电化学性能测试表明,10次循环后,多孔硅／碳复合负极材料平均每周次容量衰减为0．41%,100次循环后其可逆容量仍可维持在608．7mA·h／g．     

Si/C复合纳米纤维负极材料的制备及其性能表征

以聚丙烯晴（PAN）作为高分子聚合物配体和碳源, 并添加少量纳米硅粉, 利用静电纺丝方法制备Si/C复合负极材料. 用热重分析（TG）研究前驱体的分解过程, 用X射线衍射（XRD）、 Raman光谱和扫描电子显微镜（SEM）研究Si/C复合材料的晶体结构和微观形貌. 结果表明: Si/C复合材料具有纳米纤维结构, 纤维直径约
为350 nm, 呈交错的网状分布; PAN高温分解产物多为无定形碳; 材料在0.1,0.2,0.5,1.0,2.0 C下的放电容量分别为735.6,712.1,685.4,492.3,367.9 mA·h/g, 其倍率性能较好.     

氮磷硫自掺杂竹炭用作锂离子电池负极材料（英文）

氮磷硫自掺杂竹炭的制备工艺简单、安全、绿色环保,这对于其他生物质材料制备复合材料具有一定的指导意义。以竹子（富含N、P、S成分）为碳源,KOH为活化剂,在氮气气氛下800℃高温活化和热解制备成多孔竹炭（BDC-800）,同时实现了N、P、S掺杂;BDC-800表现出1 911 m²/g的表面积和1.21 cm³/g的孔体积,且具有大量的分级多孔结构。BDC-800作为锂离子电池负极材料,在0.50 C速率下充电/放电可以提供681.4 mAh/g高储存容量;即使在2 C高速率下充电/放电循环700次,仍然保留390.1 mAh/g储存容量,具有良好的循环稳定性;在不同充电/放电速率下（在0.25, 0.50, 1.00和2.00 C对应的放电比容量分别为754.1, 697.8, 580.2 and 403.2 mAh/g）,表现出优异的倍率性能。BDC-800出色的电化学性能归因于高的表面积和分级多孔结构,以及N、P、S掺杂和众多表面缺陷引起的电容行为贡献。     

高性能锂离子电池SiO/C复合负极材料研究

以SiO为硅源,柠檬酸为碳源,通过高能球磨和高温热解制备了一种循环性能优异的锂离子电池SiO/C复合负极材料.采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的物相和形貌进行了表征.具有孔状结构的柠檬酸热解碳对纳米SiO不仅具有良好的包覆效果,也能有效缓冲电化学嵌脱锂过程中硅颗粒释放出来的体积变化.电化学性能测试表明,SiO/C复合负极材料电极循环100次后容量仍高达803.1mA.h/g,容量保持率为89%.     

K2FeO4石墨化生物质多孔炭的制备及其电容性能

采用K₂FeO₄浸泡和热处理相结合的方法制备了石墨化柚子皮多孔炭(GSPC). 通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)对材料的形貌和组成进行表征. 使用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)和恒流充放电法(GCD)研究了GSPC的电容性能. 结果表明:石墨化后材料的比表面积由75.91 m2/g增大到619.78 m2/g,孔容积由0.192 cm3/g增大到0.425 cm3/g;GSPC具有出色的双电层电容性能,在1 A/g的电流密度下,比电容达254 F/g,且具有优异的倍率性能(7 A/g的电流密度下,电容保持率为74%). 此外,GSPC电极在100 mV/s下循环10 000次的比电容没有衰减,具有优异的循环稳定性. 此研究可为开发廉价的高性能生物质炭基材料提供新思路.     

分级多孔纳米炭纤维的结构及电容性能

以酚醛树脂为碳源、PVP为纺丝助剂、纳米MgO颗粒为模板剂,通过静电纺丝法制得酚醛树脂基纳米炭纤维,经过炭化、KOH活化、酸洗后得到分级多孔纳米炭纤维,利用SEM、XRD、XPS、拉曼光谱仪及氮气吸脱附实验,对所制多孔纳米炭纤维的结构和形貌进行表征,并将其作为模拟电容器的电极,利用循环伏安、恒电流充放电及交流阻抗方法测试了材料的电化学性能。结果表明,KOH活化引入了数量可观的微孔,所得纳米炭纤维表现出明显的"微孔-中孔-大孔"分级孔分布的特点,其比表面积达到1058.4m~2/g,总孔容为1.64cm~3/g。电化学测试结果表明,所制分级多孔纳米炭纤维在6mol/L KOH电解液中显示出优异的电容性能,在0.2A/g的电流密度下,其放电比容量达到198F/g,在20A/g电流密度下,电容保持率达到65%。     

基于生物质废料玉米秸秆多孔碳的合成、表征及电容性能研究

以玉米秸秆为碳源、ZnCl_2为刻蚀剂,通过调控玉米秸秆与ZnCl_2的相对用量得到一系列多孔碳材料(YAC-x).利用XRD、Raman、XPS、TEM、N2adsorption-desorption等手段对其进行表征,并利用三电极超级电容器体系测试其电化学性能.结果表明,与未经刻蚀的玉米秸杆碳(YC)相比,所制多孔碳材料具有更丰富的孔结构及更为优异的超级电容性能,其中YAC-4最为突出,当电流密度为1A/g时,比电容为236.8F/g,这是源于其大的孔容(Vp=1.11cm~3/g)和高比表面积(SBET=2060m~2/g).     

在高倍率部分荷电态下三维石墨烯对铅酸电池寿命的影响

采用一步水热法制备出三维多孔的石墨烯（3D-rGO），将不同质量分数的3D-rGO添加到负极活性物质中，制备出铅炭电池，并研究其电化学性能. 结果表明，随着3D-rGO质量分数的增加，在高倍率部分荷电状态（HRPSoC）下，不同电池的循环寿命先增大后减小，其中添加3D-rGO质量分数为1.0%的电池在HRPSoC下的循环性能最好，其初始放电容量(0.05C, 185.36 mAh/g)比普通蓄电池(161.94 mAh/g)高14.46%. 循环寿命达到26 425次，比普通铅酸电池的寿命（8 142次）延长了224%.     

石墨烯的制备及其作为锂离子电池负极的性能

为更好地研究石墨烯作为锂离子电池负极的性能,采用改进的Hummers方法,以天然鳞片石墨为原料,设计正交实验。通过改变插层剂的组成、氧化剂的比例、氧化反应时间、温度等反应参数来优化石墨烯的制备工艺,并通过XRD、FTIR、Raman和电池充放电测试等方法对产物的组成、结构和电化学性能进行表征。结果表明：石墨经氧化后形成了含有C=0、-COOH和C-O-C等官能团的石墨层间化合物;Raman光谱中rGO的积分强度比（ID／IC）比GO明显降低;在74．4mA／g约为0．1C的电流密度下进行电池充放电,rGO负极的首次放电容量为700mAh／g,30次循环电池放电性能稳定,可逆容量为350mAh／g。     

不同炭材料对铅酸蓄电池性能的影响

为了有效抑制负极板的硫酸盐化,常在铅酸蓄电池的负极材料中加入添加剂,以延长铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命. 本文通过在铅酸蓄电池负极铅膏中添加一定量的5种不同炭材料,经和膏、固化等步骤制成不同炭材料掺杂的负极板并组装成蓄电池,对蓄电池的充放电性能及高倍率部分荷电状态下的循环性能进行了测试. 并利用BET、SEM测试对这5种炭材料的结构和形貌进行了表征分析. 结果表明,不同种类的炭材料对铅酸蓄电池的作用效果不同. 高比表面积、结构疏松多孔且含有大量微孔的多级孔炭材料可以在几乎不影响电池容量的情况下,大大提高铅酸蓄电池在高倍率部分荷电状态下的循环寿命. 实验结论能够更好的指导铅酸蓄电池炭材料的开发和选用.