Synthesis mechanism of LiNiVO4 by wet chemical method and mixed valence of nickel and vanadium

The single phase LiNiVO4 has been successfully synthesized by adopting a new mild liquid route with oxalic acid as both complexant and precipitant, and this method is named the CPG method. The products were obtained by sintering the dry gel precursor which was prepared by the CPG method at 200-850℃ for 2-10 h in air. The products were tested by XRD, XPS, ESR and TGA-DTA, and the resuits indicate that the single phase LiNiVO4 could be obtained at 450℃ for 2-3 h in air and LiNiVO4 was still steady at 850℃ for 10 h. The valence analyses show that in LiNiVO4 the valence of lithium is +1, both nickel and vanadium have the mixed valence, namely +2, +3 for nickel and +4, +5 for vanadium respectively. The LiNiVO4 can be expressed as LiNi3+xNi2+ 1-x V4+ x V5+ 1-x O4 (0≤x＜1). The pyrolysis mechanism of the dry gel is also discussed.     

WO3/g-C3N4复合催化剂的制备及其可见光 光催化性能分析

在盐酸质子化条件下,采用超声微波协助法成功制备了可见光型复合催化剂WO3／g-C3 N4。利用X射线多晶粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV-Vis）和BET比表面测试仪对样品进行了表征,并以罗丹明B（RhB）为目标降解物对其光催化性能进行研究。结果表明：复合催化剂样品是由片状的 WO3纳米片负载在g-C3 N4表面组成的。当 WO3负载的质量分数为40％时,前驱物在500℃条件下煅烧2 h后所得样品的光催化性能明显好于同条件下制得的单一相 WO3和g-C3 N4,在可见光（波长大于420 nm）照射下,5 h 内对100 mL浓度为10－5 mol／L罗丹明B橙溶液的降解高达98％。     

层状化合物K0.81Li0.27Ti1.73O4的合成

研究以K₂CO₃,Li₂CO₃和TiO₂为反应原料合成层状钛酸盐K_0.81Li_0.27Ti_1.73O₄过程中合成条件对产物的影响. 结果表明: 反应温度在
1 000~1 200 ℃, 反应原料配比为n(K₂CO₃) ∶n(Li₂CO₃) ∶n(TiO₂)=(0.405~0.42) ∶(0.135~0.165) ∶1.73时, 均可以得到产物K_0.81Li_0.27Ti_1.73O₄, 延长反应时间及升高反应温度均有利于产物的生成; 在1 200 ℃高温条件下, 使用刚玉坩埚为反应容
器时, 最佳的反应条件是： 反应温度为1 100 ℃, 反应原料配比为n(K₂CO₃) ∶n(Li₂CO₃) ∶n(TiO₂)=0.405 ∶0.135 ∶1.73, 反应24 h.     

电动汽车用锰酸锂与磷酸铁锂动力电池性能比较分析

尖晶石锰酸锂和橄榄石磷酸铁锂离子电池是当前电动汽车用动力电池的主体,采用实验比较研究的方法,对比了两种动力电池正极材料电化学特性,研究了两种材料制备成动力电池的能量密度、功率密度、温度特性、循环寿命以及应用特性.结果表明:除低温性能和功率密度外,磷酸铁锂动力电池在其他方面的性能均优于锰酸锂动力电池.     

尖晶石型Li4Ti5O12的合成及其性能

采用高温固相法、溶胶-凝胶法和热聚合法制备锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O_12.通过X-射线衍射、扫描电镜显微镜、电化学阻抗和恒流充放电表征产物的结构、形貌及电化学性能.3种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构,用高温固相法所得的粉体颗粒较大,而用溶胶-凝胶法所得粉体颗粒最小,其平均粒度在200~350 nm范围内,表现出较好的电化学性能;溶胶-凝胶法制备的样品粉末在0.2 C倍率下首次放电容量为174.5 mAh/g,经过25次循环后容量衰减仅5.7%.     

纳米Fe3O4覆盖对沉积物-水界面钴和镍的吸附试验研究

为揭示纳米材料原位覆盖对表层沉积物重金属的影响规律,开展室内培养原位沉积物柱试验,利用微界面分析技术、高分辨率平衡式间隙水采集技术（HR-Peeper）和薄膜扩散梯度技术（DGT）,探究纳米Fe₃O₄原位覆盖对表层沉积物中Co、Ni释放的影响机制。试验结果表明:在纳米Fe₃O₄覆盖下沉积物pH值较对照组逐渐增大,Eh值先减小后增大;纳米Fe₃O₄覆盖可有效吸附间隙水中的溶解态Co和Ni,间隙水中的溶解态Co和Ni最大有效吸附率分别为27.07%及26.42%,有效影响深度分别为30 mm和10 mm;纳米Fe₃O₄覆盖有效抑制了沉积物中有效态Co和Ni向间隙水和上覆水扩散,沉积物中有效态Co和Ni含量分别降低了50.26%和15.31%。     

钴掺杂Mn3O4作为模板制备锂离子电池正极LiMn2O4

以水热合成的钴掺杂Mn₃O₄作为模板,通过固相反应制备尖晶石LiMn₂O₄。XRD谱图和SEM照片显示制备的LiMn₂O₄具有岩石状结构并呈现良好的结晶性,同时Co的引入能够引起LiMn₂O₄晶格的收缩。作为锂离子电池正极材料,Co含量的增加能够提高循环稳定性但降低材料放电比容量,3% Co掺杂的LiMn₂O₄在0.5 C的电流密度下,经过100次循环后,剩余放电比容量达101.6 mAh·g^-1;在10 C的电流密度下,放电比容量可维持在81.0 mAh·g^-1,优于未掺杂的LiMn₂O₄。这是由于Co的引入能够稳定LiMn₂O₄晶体结构并抑制循环中的姜-泰勒扭曲。     

聚苯胺/钛酸纳米复合材料的合成及其电化学和可见光催化性能的研究与应用

聚苯胺(PANI)/钛酸(H_2Ti_4O_9)层状纳米复合材料以苯胺(ANI)/H_2Ti_4O_9为前驱体,通过原位聚合的方法合成。复合材料的合成过程、形貌和结构通过XRD、SEM、IR和TGA/DSC表征手段进行研究。苯胺以单层且苯环垂直于层板的方式排列在H_2Ti_4O_9层间,聚合后的聚苯胺分子以单层方式排列在层间。PANI/H_2Ti_4O_9复合材料具有优异的热稳定性、氧化还原活性以及可见光催化降解亚甲基蓝活性,在电化学传感器和污水处理方面具有潜在的应用前景。     

六方相NaSmF_4纳米棒的水热合成与发光性能

采用EDTA辅助水热法,在较低的温度下合成了形貌规则的六方相Na Sm F4纳米棒。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、稳态荧光光谱仪等对合成的样品的结构、形貌和发射光谱进行表征。XRD分析表明产物为纯净的六方相结构;FESEM和TEM分析表明产物形貌为单一的、均匀的六棱柱纳米棒,端面直径约为80 nm、长度约为500 nm;分析了Na Sm F4纳米棒可能的生长机理;研究了发射光谱(λex=400 nm)分析表明其在560 nm,593 nm,640 nm和703 nm处存在较强的发光峰,其中最强峰为593 nm处。     

Fe_2O_3对煤焦热解反应的催化作用研究

采用热分析仪、滴管炉等研究了Fe_2O_3对煤焦热解过程的催化作用,借助XRD分析了Fe_2O_3在不同反应温度下的转变产物。结果表明,添加Fe_2O_3后煤焦热解吸热量明显下降,生成烟气中CO、CO_2含量显著上升;Fe_2O_3在1000℃和1100℃时的主要转化产物分别为Fe_3O_4和FeO,在1200℃时转变为Fe_3O_4、FeO和Fe。     

多种方法制备NaTbF_4荧光粉及其发光性能研究

利用3种不同的合成方法:水热法、室温沉淀法和传统固相法分别合成了具有不同性质的NaTbF_4荧光粉.并对这3种合成方法下得到的NaTbF_4进行了表征分析,分别从物相组成、微观形貌和发光性能等方面比较了3种方法下得到的产品,结果表明,水热法是一种集能耗少、操作简便和可控性强等优点于一身的综合性能较好的合成方法.     

Al3+掺杂LiMn2O4的制备及高温循环性能研究

采用沉淀法合成LiMn_2-xAl_xO₄（x=0.01,0.05,0.10,0.20）,pH的范围为10.5～10.6,搅拌速度为350 r/min,水浴温度为55℃,分两次烧结.首次煅烧温度为680℃,保温时间为18 h;第二次煅烧温度为850℃,保温时间为18 h.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学方法测试最终产物.测试结果表明：Al³⁺的掺入有效地改善了LiMn₂O₄的高温循环性能,使其高温循环容量衰减得到了有效的抑制,尤其当Al³⁺的掺入量为0.05时,有比其他掺杂量更优的性能.     

MoS2/g-C3N4复合光催化剂的构建及其可见光催化性能研究

本研究通过水热合成法和超声法成功构建MoS₂/g-C₃N₄复合型光催化剂。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）以及紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）表征技术对复合型催化剂的物理化学特性进行分析。以光催化降解罗丹明B（RhB）为探针反应,探究可见光下不同质量比的MoS₂/g-C₃N₄复合型光催化剂对RhB光催化降解性能的影响。实验结果表明,当MoS₂负载量为30%,光催化降解80 min时,10 mg/L的RhB溶液的降解率为96.7%。MoS₂/g-C₃N₄复合催化剂相比于纯的g-C₃N₄,MoS₂降解RhB的效果有显著地提高。光催化降解性能的提升归因于两半导体间MoS₂和g-C₃N₄异质结界面构筑,有效地抑制光生电子（e^-）和空穴（h⁺）的复合,从而提高复合型光催化剂MoS₂/g-C₃N₄的光催化性能。     

CuFe2O4纳米粒子增敏Luminol-EDTA化学发光体系研究及应用

基于CuFe_2O_4纳米粒子能显著增强Luminol-EDTA体系的发光,首次建立了Luminol-EDTA-CuFe_2O_4 NPs化学发光新体系。紫外吸收光谱和化学发光光谱表明纳米CuFe_2O_4注入Luminol-EDTA体系后,未生成新发光物质,结合纳米CuFe_2O_4的特性,提出了CuFe_2O_4 NPs参与Luminol-EDTA体系可能的发光机理。研究发现芦丁能抑制Luminol-EDTACuFe_2O_4 NPs体系的化学发光,结合流动注射技术,将此化学发光体系应用于芦丁片中芦丁含量的测定。在优化实验条件下,芦丁浓度在2×10~(-8)~2×10~(-5) mol/L范围内芦丁浓度的对数和相对化学发光值呈线性,芦丁浓度检出限(LOD)为1.21×10~(-9) mol/L。将本方法应用于芦丁片中的芦丁含量测定,回收率为97%~102%,RSD为2.54%(c=1×10~(-7) mol/L,n=11)。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li₄Ti₅O₁₂材料具有稳定、安全、寿命长等显著优点,是锂离子电池负极材料的研究热点。介绍了Li₄Ti₅O₁₂的结构特点和储能机制,对制备Li₄Ti₅O₁₂的高温固相合成法、微波合成法、溶胶凝胶法以及其他制备方法进行讨论和概述,同时对离子掺杂、表面包覆和形貌调控等改性研究进行了总结和评述。最后,对Li₄Ti₅O₁₂的发展前景进行了展望。     

Pt掺杂材料Li2Pt0.125Co0.875SiO4在脱嵌锂离子过程中晶格和电子结构变化的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究贵金属Pt掺杂的正极材料Li_2Pt_(0.125)Co_(0.875)SiO_4在锂离子脱嵌过程中晶格和电子结构的变化.计算结果表明,掺杂体系在脱嵌锂离子过程中,晶格参数和体积变化不大,充放电过程中循环稳定性保持较好,脱嵌电压也基本保持不变;Li-O键长增大,Li-O间相互作用减弱,锂离子迁移率增大.与纯相Li_2CoSiO_4相比,禁带中出现了掺杂原子Pt的d轨道电子,带隙变窄,从而提高了掺杂材料Li_2Pt_(0.125)Co_(0.875)SiO_4的电子导电性.     

火焰原子吸收光谱法测定Mn3O4 产品中钙镁含量

用盐酸加热溶解四氧化三锰样品, 加入镧盐和锶盐混合释放剂, 消除70%左右基体锰的干扰, 直接测定其中钙、镁含量, 样品加标回收率为96.8%~ 98.2%,相对标准偏差为2.4%~3.2%.     

Fe3O4@NiSiO3纳米催化剂制备及催化臭氧化降解对苯二甲酸性能研究

采用水热法和溶胶凝胶法制备Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒,经表面镍刻蚀得到Fe₃O₄@NiSiO₃磁性纳米催化剂。利用XRD、TEM和VSM等手段表征催化剂的晶体和表面结构。构建类均相催化臭氧化体系,考察其催化降解对苯二甲酸性能。结果表明：在臭氧通入量10.52 mg.min_-1、催化剂投加量40 mg.L_-1和初始溶液pH=9的条件下,催化臭氧化反应20 min时对苯二甲酸降解率为78.13%,TOC去除率27.25%;5次循环实验后,PTA降解率仅下降2.75%。     

魔芋葡甘聚糖/纳米四氧化三铁复合溶胶的流变性能

为了研究魔芋葡甘聚糖/纳米Fe_3O_4_静电纺丝膜,运用流变仪分析纳米Fe_3O_4对KGM溶胶流变性能的影响,以期为制备复合的纺丝液的浓度和配比提供了指导。结果表明:KGM/纳米Fe_3O_4复合溶胶是一种假塑性流体;复合溶胶的粘度、线性粘弹区域范畴、屈服应力值、模量等四个指标均与纳米Fe_3O_4掺杂比的掺杂比呈正比关系,从剪切性质分析其体系纳米Fe_3O_4质量浓度不应超过1.2%。通过频率扫描分析,纳米Fe_3O_4与KGM之间存在相互作用,随着纳米Fe_3O_4粒子含量的增加使得与KGM作用增加,从而使体系形成稳定网络结构,使复合溶胶的稳定性更高,因此将魔芋葡甘聚糖/纳米Fe_3O_4制备静电纺丝膜具有一定可行性。     

球磨法制备Bi12GeO20/WO3复合材料及可见光催化去除NO性能研究

采用简易球磨法制备了一系列Bi₁₂GeO₂₀/WO₃二元半导体复合材料,并对其物相、光学和电化学性质进行了分析。可见光光催化去除NO试验表明：随着WO₃负载量的逐渐增大,材料去除活性先增大后减小,这主要归结于合适的相组成以及异质结提高了界面载流子的分离效率。另外,WO₃的加入可有效抑制有毒中间产物NO₂的生成,从而促进硝酸根与亚硝酸根的生成。通过活性物种捕捉试验发现,超氧自由基和空穴在光催化反应中均起到了主要作用,羟基自由基起到了辅助作用。能带结构分析表明,复合材料的光催化机制遵从Ⅰ型过程。循环试验证明,材料具有较好的重复利用性和结构稳定性。