MnO2 对铝代α-Ni(OH)2 电极材料电化学性能的影响

为了改善α-Ni0.809Al0.191(OH)2.191-2x(CO3)x·yH2O的电化学性能,测定了添加不同量MnO2的铝代α-Ni(OH)2电极的恒流充放电和CV等.结果表明,掺3% MnO2能与5% CoO协同作用,改善了铝代α-Ni(OH)2电极的放电比容量、充放电可逆性和循环稳定性.     

掺杂La的α-Ni(OH)2的制备及电化学性能

用化学共沉淀法制备掺杂La的Ni(OH)2. 通过X射线衍射和红外光谱对掺杂La的Ni(OH)2进行结构表征, 并采用模拟电池和循环伏安法对其电化学性能进行研究. 研究结果表明: 掺杂La的Ni(OH)2具有与α-Ni(OH)2相似的晶体结构, 具有较大的层间距, 有利于质子的迁移, 其分子中的OH-不再处于自由构型状态, 它与晶格中的水分子发生相互作用, 比未掺杂的Ni(OH)2在晶格层间具有更多的水分子. 当掺杂La的摩尔分数为6.32%时, 掺杂La的Ni(OH)2的放电曲线比较平坦, 具有较高的放电平台、较高的还原电位和析氧电位, 且循环可逆性较好.     

化学共沉淀法制备铝掺杂α-Ni(OH)2的控制条件

采用化学共沉淀法制备掺杂Al的α-Ni(OH)2,用正交实验研究pH值、掺杂Al的含量、陈化时间、反应温度等制备因素对活性物质放电比容量的影响,并用极差法分析各制备因素影响的显著性。结果是,制作性能优良的掺杂Al的α-Ni(OH)2的最佳条件为:反应温度40~50℃,掺杂10%摩尔含量的Al,陈化12~16h,pH值7.5~9.5;各因素对活性物质放电比容量影响的显著性顺序为:掺杂Al的含量>pH值>反应温度>陈化时间,在选择合成条件下制备的样品电极具有较好的充放电效率和活性物质利用率,电化学阻抗较小,最大放电比容量为345.2mAh·g-1。     

层状结构α-Ni(OH)_2/膨胀石墨纳米复合材料及其电化学性能

以层状膨胀石墨为模板,采用化学浴沉积法首次制备了α-Ni(OH)2/膨胀石墨(α-Ni(OH)2/EG)层状结构的纳米复合材料,分别利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射测试其表面形貌及结构.利用热重分析来检测α-Ni(OH)2在复合材料中的负载量.使用循环伏安和恒流充放电测试等表征其电化学性能.结果表明,制备的α-Ni(OH)2/EG纳米复合材料表现出了优异的电化学性能:在6mol/L KOH电解质溶液中的比电容达到1 180F/g(0.5A/g的电流密度),对应的有效α-Ni(OH)2比电容高达1 920F/g;同时,该复合材料在10A/g的大电流密度下依然能保持较高的比电容(585F/g).优秀的循环稳定性能进一步保证了其成为超级电容器电极材料的合适选择.     

α-Ni_(0.8)Co_xAl_(0.2-x)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·zH_2O配位沉淀法合成和电化学性能

为了改善铝代α-Ni(OH)2的电化学性能,用共沉淀法合成了含不同配比Al3+、Co3+的Ni(OH)2.样品经CT、XRD、FTIR、SEM等表征为α-Ni0.8CoxAl0.2-x(OH)2.2-0.5y(CO3)y.zH2O.恒电流充放电和微电极CV等测试表明:Co3+的摩尔分数在0.02~0.04时,合成的样品作为氢镍电池的正极材料,在放电比容量、电极可逆性和稳定性等方面均得到改善.Co3+发挥了稳定α相结构、增强导电性等多重作用.     

铝钴掺杂对Ni（OH）2结构的影响

以NiSO4、Al2(SO4)3、CoSO4为原料,采用化学沉淀法分别制备铝、钴单独掺杂和复合掺杂的Ni(OH)2样品,利用XRD、EDS和SEM对产物的晶型结构、化学成分和微观形貌进行表征.结果表明:掺杂离子种类、数量及掺杂方式等因素对Ni(OH)2粉体的晶型结构、微观形貌均有较大影响.在掺铝量较低时样品为β-Ni(OH)2、α-Ni(OH)2混合相,当铝掺杂量(摩尔分数)大于10%时样品为单相的α-Ni(OH)2,微观形貌呈类球形;钴掺杂的样品为单相β-Ni(OH)2,微观形貌为纳米片构成的花瓣状微球,空隙清晰;Al/Co复合掺杂的样品为不规则层叠状结构的α-Ni(OH)2.     

Y_2O_3对α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O高温电化学性能的影响

为了改善α-Ni(OH)_2的高温性能,采用共沉淀法合成了α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.2-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O并用XRD、FTIR、SEM和CT等进行表征。样品掺加了不同量的Y_2O_3后,作为正极材料制备MH/Ni模拟电池,在不同温度下用恒电流充放电、CV测定其电化学性能。结果表明:60℃时在0.2、1、5 C充放电下,掺加Y_2O_30.4%～1.2%能使α-Ni_(0.8)Co_(0.05)Al_(0.15)(OH)_(2.15-0.5y)(CO_3)_y·xH_2O的放电比容量分别提高24.4%、17.5%和20.5%,并改善了高温放电电位。     

正极钴添加方式对MH/Ni电池性能影响的研究

高温性能和倍率性能的改善是混合动力车用MH/Ni电池实用化中的关键问题. 采用目前3种广泛使用的β-Ni(OH)2制造了容量为6 Ah的D型电池,对比研究了3种电池在常温及60 ℃下的充放电性能,同时结合材料的微结构分析得出包覆4.5%Co(OH)2的β-Ni(OH)2综合性能较佳.     

以β-Co(OH)2为前驱体的锂离子电池正极材料LiCoO2

对ＬｉＣｏＯ２ 的结构与电化学性能进行了研究。采用控制结晶法合成出来的层状结构β－Ｃｏ（ＯＨ）２ 作为前驱体,和ＬｉＯＨ混和煅烧,制备出高活性的具有层状结构的锂离子电池正极材料ＬｉＣｏＯ２。试验中,通过差热 热重法分析了煅烧过程的反应机理; Ｘ 光衍射谱表明制得的ＬｉＣｏＯ２ 为α－ＮａＦｅＯ２ 层状结构的 ＨＴ－ＬｉＣｏＯ２; 扫描电镜照片显示β－Ｃｏ（ＯＨ）２ 是ＬｉＣｏＯ２ 优良的前驱体; 性能测试表明制得的ＬｉＣｏＯ２ 具有良好的电化学性能： 其首次充电容量为１５０．１ ｍ Ａｈ／ｇ, 放电容量为１４３．８ ｍ Ａｈ／ｇ, 充放电效率为９５．８％ 。     

α-Co（OH）2的制备及其电化学性能研究

以CoCl2·6H2O和NH3·H2O为原料,室温下采用直接沉淀法成功制备了α-Co(OH)2.用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其性能进行了研究.结果表明,该产物表现出优良的电化学性能,单电极比电容可达890 F·g-1,有望成为超级电容器的电极材料.     

多核配合物(NH4)4[Cr2(OH)2(C2O4)4]·6H2O的制备

配位化学已成为无机化学研究中一个主要方向,多核配合物也成为目前研究的热点之一.目前大学开设的基础无机化学实验课程中,涉及多核配合物的制备实验还比较少.本文根据无机化学专业的特点设计了多核配合物(NH4)4[Cr2(OH)2(C2O4)4]·6H2O的制备实验.本实验可为大学化学实验增加新的内容.     

钨酸钠与天然土状石墨在高温氩气氛围中的转化过程

以Na_2WO_4为钨源,天然土状石墨为碳源,研究二者在高温氩气气氛下的转化过程及规律,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱(EDS)对产物进行分析。结果表明,Na_2WO_4与石墨的混合样品在氩气气氛下经高温处理,可以生成不同的碳钨化合物。首先,石墨与Na_2WO_4在接触界面发生还原反应,将Na_2WO_4还原为α-W2C和β-W2C;然后,随着石墨增多,当Na_2WO_4与石墨的质量比小于1:1时,石墨开始将α-W2C还原为α-WC,直至Na_2WO_4与石墨的质量比为1:5时,石墨可以将α-W2C完全转化为α-WC。     

Ag修饰的多孔Co(OH)2纳米阵列薄膜的制备及其性能

采用水热沉积法和化学还原法制备银修饰的多孔氢氧化钴纳米阵列薄膜,使用X光衍射仪和扫描电镜对样品进行表征.性能测试结果表明,Co(OH)_2/Ag复合材料具有优异的循环稳定性,1 200次循环后其比电容仍然保持869.2F·g~(-1),比氢氧化钴纳米阵列薄膜高出155F·g~(-1).     

卤水石灰法制备Mg(OH)2

为降低卤水石灰法制备Mg(OH)2过程中产物中的钙摩尔分数,探讨了卤水浓度、反应温度、卤水滴加速度、加料方式等对产品质量的影响规律,采用正交实验研究洗涤时间、洗涤温度、洗涤用水量和洗涤次数各因素对钙摩尔分数的影响效果.研究结果表明,卤水滴加速度为3mL/min、卤水浓度控制为1.5mol/L、反应温度在60℃时可以制得钙摩尔分数较低的Mg(OH)2,洗涤脱钙的影响效果的主次顺序基本为洗涤温度大于用水量大于洗涤时间大于洗涤次数.     

纳米Al(OH)_3煅烧制备α-Al_2O_3纳米粉

发现NH4NO3明显降低Al(OH)3干凝胶煅烧过程中γAl2O3,δAl2O3,θAl2O3及αAl2O3的形成温度,αAl2O3籽晶的添加只降低αAl2O3的形成温度·在w(NH4NO3)为44%和5%平均粒径100nm的αAl2O3籽晶的共同作用下,θAl2O3→αAl2O3相变温度由1200℃降到900℃,获得了平均粒径约10nm,团聚强度为76MPa的αAl2O3纳米粉·     

β-Co(OH)_2的制备及其电化学性能的研究

在室温条件下,采用固相反应法以CoCl2·6H2O和NaOH为原料合成了Co(OH)2,采用XRD和热重分析对反应产物进行的结构分析表明,得到的Co(OH)2为单一相的β-Co(OH)2.电化学测试分析表明,Co(OH)2作为电极材料的放电容量达到466 mAh/g,远远高于商品AB5合金.目前存在的主要问题是β-Co(OH)2电极电位偏高(达-783 mV,vs.Hg/HgO电极)和在充放电循环时放电容量波动较大.     

冶金级Al(OH)3纯化工艺研究

系统研究了纯化冶金级Al(OH)3的工艺参数,通过对影响碱溶及纯化的因素进行试验,探索出碱溶除去Al(OH)3中晶间碱,获得Na2O含量＜0.003%的低钠Al(OH)3的新方法,得出最佳工艺条件.     

水热法制备Li_(4-3x)Eu_x(WO_4)_2微晶及其发光性能

采用水热法制备了Li_(4-3x)Eu_x(WO_4)_2系列红色荧光粉.通过荧光分析(FL)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对所得粉体的发光性能、颗粒大小及形貌和物相进行表征分析.XRD分析结果表明,制备的Li_(4-3x)Eu_x(WO_4)_2微晶均为白钨矿四方结构.SEM结果表明,Li_(4-3x)Eu_x(WO_4)_2颗粒度为2.0μm×0.2μm~12μm×1.0μm,且随x的增大而增大.荧光分析结果表明,该荧光粉可被近紫外光(395nm)有效激发,最大发射波长位于614nm,即为纯正的红光.随着x的增大,样品中Eu~(3+)的593nm和614nm两个特征发射峰的强度先增大后减小,当x=1.0时达到最大.     

均匀纺锤形α-FeO(OH)微晶形成过程的动力学研究

对用Na_2CO_3作沉淀剂,在FeSO_4水溶液中形成的Fe(OH)_2和FeCO_3的悬浮液中鼓入空气,制备均匀纺锤形α-FeO(OH)微晶的动力学过程进行了研究。证明α-FeO(OH)微晶形成经过了晶核的形成过程和晶核的长大过程。考察了原料起始浓度、反应温度、空气流量对微晶形成过程的影响,文中首次提出利用α-FeO(OH)相形成过成的Avrami数n值来控制α-FeO(OH)微晶轴比大小的方祛,并使用似稳定浓度法确定了晶核长大过程氧化反应的速率方程。     

球形Ni(OH)2包覆钴化合物的积分进料工艺

为提高镍电极活性材料之间的导电性,在电极制作过程中需添加适量的导电剂,通过混合式工艺添加的导电剂,其利用率和分布均匀性受工艺条件的限制,得不到可靠的保证。提出了一种积分进料的工艺方法,在球形Ni(OH)2的表面包覆上了一层钴的化合物;并利用扫描电子显微技术（SEM）对包覆效果进行了分析和研究,对积分进料工艺进行了结晶学方面的分析,提出了积分进料工艺的数学模型。结果表明,包覆层分布均匀、稳定;使用改性后材料制备的镍电极,其电阻降低,活性材料的利用率提高,大电流充放电性能得到了明显的改进。