碳和石墨的电化学阳极嵌入化和过氧化 Ⅰ.在浓硫酸电解质中的反应

作者将天然石墨和聚丙烯的混合热压成型物(CPP)作为电极活性物质,在浓 H_2SO_4电解质中,用循环伏安法和恒电流法,进行了阳极嵌入化和过氧化。在嵌入反应电压范围内,氧化(嵌入)还原(嵌出)反应基本可逆;但在过氧化电压范围内,过程的可逆性变,差氧化还原峰对的电位差也变大,用小的恒电流对 CPP 进行氧化,可以得到 C_(2·7)A 型的石墨过氧化物,其氧化度达0.37,且反应尚有一定的可逆性。     

阳极氧化法合成NH_4NO_3－GICs

对新型石墨层间化合物材料（ＮＨ４ＮＯ３－ＧＩＣｓ）进行了电化学阳极氧化法合成研究，并对其微观形貌、结构等方面进行了研究。     

石墨基PbO2阳极的电化学性能

用热分解和电沉积法制备了C/PbO2、C/SnO2 SbOx/PbO2和C/SnO2 SbOx M nO2/PbO2电极.EDS测定了电极的表层成分,考察了该类电极在硫酸溶液中的使用寿命,测定了其极化曲线和动力学参数,并求出其分形维数.同时测定了阳极生成臭氧的浓度.结果表明C/SnO2 SbOx M nO2/PbO2电极在4A.cm-2的高电流密度下寿命可达20 h,其a值相对较小,io较大,分形维数Df=1.804 8.     

石墨基金属氧化物电极的电化学性能

采用热分解法制备了石墨基金属氧化物系列电极，用EDS表征了C／SnO2＋SbOx／MnO2电极的表层成分，考察了该电极在硫酸溶液中的使用寿命。用循环伏安曲线探讨了C／SnO2和C／SnO2＋SbOx／MnO2电极的析氧反应机理，同时计算了上述电极的析氧反应动力学参数和活化能。结果表明C／SnO2＋SbOx／MnO2电极在硫酸溶液中的使用寿命比石墨电极长，析氧反应活化能低（20kJ／mol），电催化性能良好，是酸性介质中一种优良的阳极材料。     

不同石墨化程度碳纤维表面电化学氧化特征研究

对不同石墨化程度的碳纤维进行表面电化学氧化处理,利用XPS、Raman和XRD研究了其表面氧化的特征和规律性以及碳纤维表面结构变化对碳纤维电化学氧化行为的影响,利用层间剪切测试（ILSS）分析了不同石墨化程度碳纤维复合材料的界面性能。结果表明：碳纤维经电化学氧化后,表面O、C原子个数比有增大的趋势,随碳纤维石墨化程度的提高,其增大的幅度越来越小;相同电流密度下,随石墨化程度的提高,碳纤维表面对电化学氧化的反应性减弱;不同石墨化程度的碳纤维经电化学氧化后,表面化学官能团以及ILSS的变化趋势均不同。不同石墨化程度碳纤维表面碳结构状态的不同是造成这些变化的根本原因。     

石墨嵌层化合物的X射线研究

用电化学法在硫酸和高氯酸中将天然鳞片石墨合成了不同阶的石墨嵌层化合物（ＧＩＣ）和石墨氧化物（ＧＯ）；用Ｘ射线衍射法对ＧＩＣ和ＧＯ的结构进行了测定，并考察了硫酸ＧＩＣ和ＧＯ在空气中的稳定性，以及水洗涤、高温处理对ＧＩＣ和ＧＯ的结构的影响。发现随着嵌化量的增加，石墨的００２峰和００４峰分裂成两个峰，各自的距离越来越远；ＧＩＣ在空气中搁置时间越长，两个分裂峰越向石墨的原００２峰和００４峰靠近，表明ＧＩＣ在空气中不稳定；经高温处理的ＧＩＣ，从宏观看，体积膨胀，但微观上的层间距却趋于恢复石墨结构，这反映在它与石墨有相同的００２峰。     

电化学诱导的石墨层间化合物输运性质解耦行为:从储能到强化电磁应用

热解石墨含有高定向石墨烯层,表现出各向异性电输运和热输运行为,因而在电子器件、电催化和储能领域具有广泛应用。针对铝配离子AlCl— 4嵌入/脱出热解石墨对其输运性质的影响机制问题,本文开展了脱嵌过程中不同阶结构热解石墨的电子结构、晶体结构以及输运行为演化的研究。建立了微观阶结构与宏观电化学性质及充放电平台之间的关系,揭示了铝配离子嵌入后在石墨价带中引入空穴,增加载流子浓度从而提升电子电导率的新机制;明确了AlCl— 4铝配离子直径可以加权平均系数的方式改变电导率,建立了电导率随充放电状态变化的定量模型;随着铝配离子嵌入,电子电导率可提升至原始高定向石墨的3.8倍（40858 S·cm?1）,比原始石墨表现出更好的电磁屏蔽性能。     

PF6-在MA/EC电解液中插嵌石墨正极的电化学行为

双离子电池是一种新型储能器件,采用常规的电化学方法研究1 M LiPF₆-乙酸甲酯/碳酸乙烯酯(MA/EC)电解液中石墨电极PF^-₆的电化学行为。首先,用恒流充放电、循环伏安、电化学阻抗等分析PF^-₆阴离子的插嵌/脱嵌行为,得出PF^-₆在MA电解液中更容易插嵌;其次,结合X射线衍射(XRD)追踪PF^-₆阴离子存储过程中晶体结构的变化以及插嵌物类型;最后,推断阴离子PF^-₆的储能机理。     

聚吡咯/氧化石墨复合材料的电化学电容性能

以改进的Hummer法制备氧化石墨(GO),用原位聚合法合成聚吡咯/氧化石墨(Ppy/GO)复合物,运用CV和CP法测试电化学性能,并以XRD,FTIR,SEM分析材料的结构形貌.结果表明:(1)Ppy/GO复合物具有较好的电化学电容性能.当电流密度为0.5A.g-1时,复合物在1mol.L-1 H2SO4溶液中的比电容可达358.93F.g-1.(2)Ppy/GO复合物较Ppy有更好的循环稳定性和倍率充放电性能.当扫描速率分别为10,20,50mV.s-1时,复合物电极的循环伏安曲线均呈现出良好的矩形特征,并能保持一致性,而在相同扫描速率下,Ppy的循环伏安曲线不稳定;当电流密度分别为1,2,5A.g-1时,复合物的比电容分别达204.71,130.82,60.21F.g-1,高于相同条件下Ppy的178.05,123.89,46.52F.g-1.以上说明将聚吡咯与氧化石墨形成复合物有利于改善聚吡咯的电化学电容性能.     

石墨层间化合物合成的动力学理论初探

本文将ＦｅＣｌ３ 石墨层间化合物的形成过程分成插入剂演化、传输、吸附、插入、扩散、成阶等步骤,分步骤地探讨了其动力学机理,并通过计算分析了各个反应步骤对时间的影响     

Al-Zn-In-Ga-Si牺牲阳极合金在地热水中的电化学性能研究

对自行研制的Al-3.5wt% Zn -0.02 wt% In- 0.02 wt% Ga-0.15 wt%Si牺牲阳极合金在不同温度地热水中的电化学性能进行了测试研究,为地热井完井筛管的电化学保护提供了设计计算依据。     

石墨炔的制备及其在光电化学领域中的研究进展

石墨炔是一种新型二维纳米材料,具有独特的结构与光电性能.本文对其制备方法和性能进行总结,并对石墨炔在光电化学领域中的研究进展进行总结,展望其在相关方向的应用前景.     

一种纳米复合材料--石墨层间化合物的结构与合成

对一种特殊的纳米复合材料--石墨层间化合物(简称GIC)进行了研究,探讨了GIC纳米结构的表征、合成以及应用.研究中发现采用X射线衍射法和Raman散射法可以表征GIC纳米复合材料的阶结构并进行特征周期层间距(Ic)的计算;控制电化学插层反应的参数可以合成特定结构的GIC纳米复合材料;利用交流阻抗法分析得到电化学插层反应是一个电荷在电解液中迁移、在石墨/溶液界面处吸附以及在石墨层间扩散的过程.     

醋酸体系中 Mn(Ⅱ)在铂电极上的阳极氧化

采用稳态极化曲线和电势扫描方法探讨了醋酸－醋酐有机体系中Ｍｎ（Ⅲ）在铂电极上阳极氧化生成Ｍｎ（Ⅲ）的电化学动力学和电化学反应机理。结果表明，当Ｍｎ（Ⅲ）主要以Ｍｎ（ＯＡｃ）２形式存在时，Ｍｎ（ＯＡｃ）２在铂电极上阳极氧化生成Ｍｎ（ＯＡｃ）３；电化学反应的特点是低电流密度为电化学反应步骤所控制，而高电流密度为混合过程所控制。     

锂离子电池硅/石墨/蔗糖碳复合负极材料的制备和电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和蔗糖为前驱体通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的碳硅复合材料(Si/NG/DC).用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了复合材料的组成和形貌结构.恒电流充放电测试表明,Si/NG/DC复合材料表现出较好的电化学性能,它的最高可逆容量达730mA.h.g-1,在测试的45个循环中,从第二个循环开始,容量没有出现明显衰退.交流阻抗(EIS)测试表明,Si/NG/DC导电性的提高和电极结构在循环过程中的稳定性是其电化学性能改善的原因.     

碳基材料在电化学传感中的研究进展

电化学传感器具有简单、分析时间短、成本低、灵敏度高等优点,在环境分析和药物分析中越来越受重视.各种纳米材料和信号放大策略已被制备并用于电化学传感器的构建材料,如金纳米颗粒、双金属纳米颗粒、功能化石墨烯、碳纳米管、石墨烯量子点和金属有机框架.碳基材料具有优异的性能,包括丰富的孔结构、高比表面积、可调的表面功能性、良好的、导电性、易于化学功能化,在电化学传感领域显示出广阔的应用前景.该文具体阐述了碳基材料的性质、结构和合成,讨论了碳基及复合材料在电化学传感中的应用,有效的提高了灵敏度,最后对碳基材料面临的挑战和未来发展进行了展望.     

石墨层间化合物的特性及应用前景

利用石墨晶体的特殊层间结构 ,在制造新的高导电材料、催化剂材料及其它阻燃材料等方面 ,将大大促进新型材料技术的飞速发展     

运行条件对阳极支撑型固体氧化物燃料电池性能退化和阳极微观结构演变的影响

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种清洁高效的发电技术,在分布式发电站、家庭热电联供以及电动汽车领域具有广阔的应用前景。然而SOFCs性能的快速衰减导致运行寿命缩短,阻碍了其商业化进程。本文旨在研究运行条件对SOFCs性能衰减和阳极微观结构演变的影响规律,给电池性能和稳定性的优化提供理论指导。本文研究了不同运行温度、放电电流密度、运行时间对电池端电压、极化阻抗以及微观结构的影响,解析了阳极微观结构演变规律。研究结果表明,电池放电初期会经历一个快速的衰减期,然后达到稳定状态。大电流密度放电会增加阳极的极化,从而加剧电池初期的衰减率。通过电池阻抗的解析发现初期衰减主要来自于阳极极化电阻的增加。通过阳极微观结构解析,发现阳极与电解质界面活性区域中的Ni催化剂的流失是导致电池运行初期性能下降的主要原因。经过初期快速衰减后,电池性能趋于稳定,在恒流放电工况下运行3000 h,极化电阻增长率仅为0.17%/kh。通过阳极微观结构的三维重构解析可知,在经历初期快速衰减后,电池阳极微观结构的变化较小,电池稳定性较好。未来的研究重点将聚焦在提高电池在复杂工况下的耐久性,并通过调控阳极组成和微观结构抑制电池性能的快速退化。     

石墨层间化合物的研制

分别采用硫酸、磷酸和磷酸酐、硅酸钠为插入剂,高锰酸钾和浓硫酸为氧化剂制备不同层间化合物。最佳试验条件：石墨、KMnO4和H2SO4的质量配比为1∶0.06∶6时,反应温度应控制在40-45℃,反应时间应控制在3.5h,得到的石墨层间化合物膨胀容积达到最佳值。