石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

中间相沥青基介孔炭的表征及其用作锂离子电池负极材料的电化学性能

以中间相沥青为碳源、CaCO_3为模板,制备中间相沥青基介孔炭(MPMC)。采用XRD、SEM、TEM等手段表征所制介孔炭的结构和形貌,并将其用作锂离子电池的负极材料,测试电化学性能。结果表明,所制MPMC具有丰富的介孔结构和较大的比表面积及孔体积,随着CaCO_3质量分数的增加,MPMC的比表面积和孔体积先增加后减小,当CaCO_3的质量分数为70%时,所制MPMC的比表面积和孔体积最大;MPMC用作锂离子电池负极材料具有良好的电化学性能,能有效提高锂离子电池的可逆比容量,具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

超声雾化液体除湿系统对室内空气品质的影响

研究了超声雾化液体除湿空调系统对室内空气品质的影响,得到室内空气中氯化锂质量浓度的安全阈值为70μg/m~3.通过实验分析了入口溶液中氯化锂的质量分数(w_i)、除雾器孔隙率等对空气带液量的影响.当w_i由31.5%上升至38.8%时,空气带液量也随之上升,最高为26.93μg/m~3.除雾器的孔隙率显著影响空气带液量,应使用孔隙率低于93.5%的丝网除雾器.在最不利工况下,该系统空气带液量未超过安全阈值,表明对室内空气品质没有影响.研究成果对超声雾化液体除湿系统的推广有一定指导意义.     

利用含碘废液制备碘化钾的实验研究

以“化学反应速度与活化能”实验产生的含碘废液为研究对象,分析了废液中碘的存在形式及碘的含量,提出了利用含碘废液制备碘化钾的方法。首先利用CuSO4沉淀废液中的碘,得到CuI,加入Fe粉发生置换反应后,再加入K2CO3溶液即可反应得到KI。该法对废液中碘的回收率为80.5%,制备碘化钾的纯度为98.7%,可作为常规化学试剂使用。本实验可以作为本科生的开放实验,有助于培养学生的创新思维,增强环保意识。制备的KI可以重新作为学生实验的原材料,做到了废物的循环利用,符合绿色化学实验的要求。     

碘化N-正丁基氟哌啶醇对大鼠缺氧复氧心肌细胞钠钙交换体电流的抑制作用

碘化N-正丁基氟哌啶醇(N-n-butyl haloperidol iodide,F2)为本研究室改造合成的新化合物。前期研究发现F2作为L-型钙通道拮抗剂,能剂量依赖地拮抗缺血再灌注所导致的大鼠心脏损伤。研究F2对缺氧复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)大鼠心肌细胞钠钙交换体电流的作用并探讨其保护机制。采用Langendorff灌流系统灌流SD大鼠心脏,标准酶解法消化分离得到单个心室肌细胞。正常台式液灌流5min,立即灌流充90%N2-10%CO2的缺氧液,建立体外心肌细胞H/R模型,采用全细胞膜片钳技术记录对照、模型以及不同浓度F2(0.1、1、10μmol/L)对心肌细胞钠钙交换体电流,观察H/R状态F2对心肌细胞钠钙交换体电流的影响。结果显示:缺氧抑制钠钙交换体电流主要是抑制外向电流;H/R引起钠钙交换体电流增大,尤其是外向电流的增大。F2呈浓度依赖地抑制钠钙交换体电流,钠钙交换体电流I-V曲线上移。以上表明:F2能抑制钠钙交换体电流,尤其是外向电流,防止H/R时心肌细胞的钙超载,保护心肌细胞。     

水溶液中相转化制备六方相三氧化钼及其电化学嵌锂性质

三氧化钼(MoO3)以三种常见的物相存在:正交相、六方相和单斜相,前者为热力学稳定相,后两者为热力学介稳相.相对于稳定的正交相MoO3,介稳的六方相MoO3较难制备.笔者采用对已商品化的正交相MoO3再次结晶的方法制得了纯六方相MoO3.通过透射电镜(TEM)观察可知产物为均匀的纳米棒.实验结果表明合成的六方相MoO3的首次放电容量比商品化的正交相MoO3高.六方相MoO3有望成为理想的锂离子电池阴极材料.     

新型锂电池正极材料多硫化碳炔的研究

为克服锂/硫电池的正极材料单质硫的导电性差、放电产物的部分溶解导致电池性能下降等问题,设计并制备了一种新型正极材料多硫化碳炔。通过核磁共振、拉曼光谱、X-射线及SEM等手段对其进行了研究,并得到其形态及结构信息,证明材料具有“主链导电、侧链储能”的结构。通过充放电性能测试及循环伏安测试对其电化学性能进行了研究,结果表明该材料具有较高的充放电效率与良好的循环性能,0.4mA/cm²的放电条件下60次循环后比容量可以达到400mAh/g,充放电效率接近100%。     

10-羟基苯并喹啉锂配合物电子结构和光谱性质的理论研究

采用B3LYP和abinitio CIS方法在6-31G(d,p)水平上对10-羟基苯并喹啉锂配合物(LiBQ配合物)的基态和激发态的几何构型进行全优化.在基态和激发态的优化构型的基础上采用含时密度泛函理论(TD-DFT)的PCM模型计算配合物的吸收和发射光谱.计算得到的最大吸收和最大发射都是由于配体内电荷转移(ILCT)所致.计算结果表明配合物(LiBQ)是一种良好的发射蓝光的金属有机电致发光材料.     

铌酸锂晶体的暗电导研究

通过对不同组分比(Li/Nb)纯铌酸锂(LiNbO3)晶体电压和电流的测量,发现不同组分比晶体的电导率随温度变化而变化的程度不同.提出小极化子对电导率的作用机制,并分析了LiNbO3晶体中双极化子和小极化子对电导率的影响.最后对所测量的电导率进行拟合,得到了不同组分比晶体的激活能.     

A positive-temperature-coefficient electrode with thermal protection mechanism for rechargeable lithium batteries

A new positive-temperature-coefficient(PTC) material was prepared simply by blending of conductive Super P carbon black(CB) with insulating poly(methyl methacrylate)(PMMA) polymer matrix,which was empolyed as a coating layer on the aluminium foil substrate to fabricate a sandwiched Al/PTC/LiCoO2 cathode.The experimental results from cyclic voltammetry,charge-discharge measurements and impedance spectroscopy demonstrated that the PTC electrode has a normal electrochemical performance at ambient temperature,but shows an enormous increase in the resistance at the temperature range of 80?120℃.This PTC behavior greatly restrains the reaction current passing through the electrode at elevated temperatures,capable of acting as a self-actuating safety mechanism to prevent the battery from thermal runaway.