锂离子电池负极材料M_2P_2S_6(M=Ni,Mn)的合成及电化学性能研究

通过室温固相法合成M2P2S6(M=Mn,Ni)层状结构材料,经XRD,SEM,EDS,IR和TG进行表征.结果表明,Mn2P2S6由粒径为40~50 nm的纳米球堆积而成,Ni2P2S6由不同大小粒子组成块状结构.将M2P2S6(M=Mn,Ni)作为锂离子电池负极材料进行电化学测试表明,M2P2S6(M=Mn,Ni)的首圈放电比容量分别高达800 m Ah/g和911 m Ah/g,说明M2P2S6化合物可能是一个潜在的锂离子电池负极材料.1     

B位Mn掺杂Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ作为中温固体氧化物燃料电池阳极的性能

采用溶胶-凝胶燃烧法合成出Sr₂Fe_1.4Mn_0.1Mo_0.5O_6-δ（SFMn0.1M）材料,并将其作为中温固体氧化物燃料电池的阳极.表征了SFMn0.1M材料的晶体结构、微观形貌、元素价态、电导率和电化学性能.X射线衍射表明Mn取代后,SFMn0.1M依然保持了立方钙钛矿结构,扫描电子显微镜观察到其微观形貌为三维多孔结构.SFMn0.1M作为SOFCs阳极显示出优异的电化学性能,在800℃下SFMn0.1M的电导率为14.7 S·cm-1,以SFMn0.1M为阳极材料组装单电池,H₂作为燃料,其最大功率密度在800,750,700和650℃下分别为565.2,385.2,303.9和141.2 mW·cm-2.因此,SFMn0.1M在作为IT-SOFC阳极材料时表现出巨大的潜力.      

聚多巴胺功能化的碳纳米管负载Pt-Pd用于燃料电池阴极氧还原

合成廉价燃料电池催化剂是电化学新能源研究领域的热点.本文基于聚多巴胺的还原性,温和条件下在聚多巴胺包裹的碳纳米管上原位合成了Pt-Pd纳米粒子.使用粉末X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和循环伏安法(CV)对合成材料进行了表征,研究该催化剂对氧气的电化学催化还原性能.结果表明,在0.5M H2SO4介质中,氧气能够在该催化剂表面发生4电子还原反应.     

不同锂盐电解液对磷酸亚铁锂电化学性能的影响研究

目的研究LiFePO4在不同锂盐电解液体系中的电化学性能。方法采用恒电流充电、放电和循环伏安方法来进行相关研究。结果在不同锂盐(LiClO4、LiBF4以及LiPF6)和不同碳酸酯混合溶剂(EC-DEC、EC-DMC或者PC-DMC)所组成的电解液中,电极材料在1 M LiClO4/EC-DMC和1 M LiPF6/EC-DMC电解液中的电化学性能较好。其中在1 M LiClO4/EC-DMC电解液中充放电容量最高,而在1 M LiBF4/EC-DMC电解液中的充电、放电容量最低。结论锂盐本身及电解液的电导率对磷酸亚铁锂电化学性能有较大的影响。     

具有可见光催化活性的CoNb_2O_6材料的合成与表征(英文)

报道了可见光催化材料CoNb2O6的合成及其光电化学性质.材料的合成方法采用溶胶-凝胶法.X-射线衍射(XRD)及紫外-可见漫发射光谱(DRS)表征结果表明,所合成的材料是正交相结构的CoNb2O6晶体,具有较好的可见光吸收性能.采用线性扫描伏安(LSV)法和瞬时电流曲线(i-t)等手段对所材料的电化学性质进行了研究,发现在可见光照射下电极上有较强的光电流产生,表明该材料具有较好的可见光电转换性能.     

介孔碳纳米球的制备及扑热息痛的电化学检测

本文构建了一种基于介孔碳纳米球(MCNs)的电化学传感器用于对乙酰氨基酚(PA)的分析检测.酚醛树脂用作碳源,商业三嵌段聚合物Pluronic F127用作表面活性剂,采用有机-有机自组装软模板法,通过低浓度水热合成尺寸均匀的介孔碳纳米球.材料的形貌通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等表征,采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)考察MCNs修饰的玻碳电极(MCNs/GCE)对PA的电化学催化性能,结果表明,该修饰电极对PA的电化学检测呈现线性范围宽(1～60μM和60～300μM),检测限低(0. 34μM)(S/N=3),灵敏度高(7. 15μAμM~(-1)cm~(-2)和1. 62μAμM~(-1)cm~(-2))的优点,将该修饰电极用于含扑热息痛的实际样品-对乙酰氨基酚缓释片的测定,得到了满意的结果,有望用于实际样品中PA的检测.     

共沉淀法制备Li[Li0.1 Ni0.45-xMn0.45-xSn2x]O2微米球及其电化学性能研究

目的:制备正极材料Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2微米球,并研究其电化学性能与掺杂Sn^2+的物质的量的关系。方法:通过共沉淀法以SnSO_4、Na_2CO_3、MnSO_4?H_2O和NiSO_4?6H_2O为原料,制备前驱物(Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x)(CO_3)_0.9,与Li_2CO_3充分混合,高温煅烧得到正极材料Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2微米球。结果:正极材料的物相用X射线衍射（XRD）进行检测,表观形貌利用扫描电子显微镜（SEM）进行研究,采用恒流充放电测试对电池电化学性能进行分析。结论:添加Sn^2+可以有效提高Li[Li_0.1Ni_(0.45-x)Mn_(0.45-x)Sn_2x]O_2系列锂离子正极材料的电化学性能。     

处理含铬废水的新方法

本文提出使用碳—毡电极作为电化学富集材料,对含铬离子废水进行净化处理。实验结果表明对100—2000(ppb)的纯Cr~(3 )溶液进行处理时富集效率达98％以上;对工业废水——含Cr~(6 )为10~(-2)—10~(-5)M、Cr~(3 )为10~(-5)-10~(-7)M首先在pH为2.5—3.0用Na_2S_2O_3·5H_2O将Cr~(6 )还原成Cr~(3 ),然后将pH控制在7左右用10％NaOH 将Cr~(3 )变成Cr(OH)_3沉淀,对滤液中Cr~(3 )经“电化学碳—毡电极系统”处理后流出液中Cr~(3 )含量基本上与实验用蒸馏水相近。实验装置简单。可连续使用,实验数据用原子吸收光谱法测定。     

CO2活化温度对碳气凝胶超级电容器性能的影响

通过改变间苯二酚、甲醛和碳酸钠的配比,实现对碳气凝胶材料孔结构的控制.通过改变CO_2活化的温度,研究活化温度对碳气凝胶孔结构和电化学性能的影响.利用氮气吸脱附实验(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的孔结构和表面形貌进行表征分析,运用循环伏安法(CV)、恒流充放电等技术对材料的电化学性能进行测定.结果表明:提高CO_2活化温度有利于改善材料的结构和性能,当CO_2活化的最高温度为1 000℃时,碳气凝胶具有最高比表面积(2 201m~2/g);在6mol/L的KOH溶液中,当电流密度为1A/g时,相应的比电容可达190F/g.     

金-铜纳米粒子的简易制备及其对亚硝酸盐的电化学传感性能的研究

采用电化学沉积–化学置换法制备了金–铜双金属纳米粒子,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)分析了材料的微观结构与组成。同时,用该材料修饰了玻碳电极,数据显示其对亚硝酸盐具有良好的电催化活性,对亚硝酸钠检测的线性范围在0.5μM到500μM,检出限为0.16μM(S/N=3)。此外,这个修饰电极展现出高灵敏度和选择性,良好的的重现性和长期稳定性,并且易于制备。     

δ-MnO2/Ti2CTx复合材料的制备与电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体、LiF-HCl的水溶液为刻蚀液、KMnO₄为氧化剂和锰源,采用溶液-沉积法制备了δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料.分别采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对试样进行了表征; 以镍网为对电极、银/氯化银为参比电极、2 mol·L^-1 KOH溶液为电解质溶液,在3电极体系中采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了复合材料的电化学性质.结果表明:当δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料在电流密度为1 A·g^-1时,复合材料的比电容高达227 F·g^-1.δ-MnO₂/Ti₂CT_x是一种性能良好的电化学电极材料,具有潜在的应用前景.     

Preparation of three-dimensional graphene foam for high performance supercapacitors

Supercapacitor is a new type of energy-storage device, and has been attracted widely attentions. As a two dimensional (2D) nanomaterials, graphene is considered to be a promising material of supercapacitor because of its excellent properties involving high electrical conductivity and large surface area. In this paper, the large-scale graphene is successfully fabricated via environmental-friendly electrochemical exfoliation of graphite, and then, the three dimensional (3D) graphene foam is prepared by using nickel foam as template and FeCl3/HCl solution as etchant. Compared with the regular 2D graphene paper, the 3D graphene foam electrode shows better electrochemical performance, and exhibits the largest specific capacitance of approximately 128 F/g at the current density of 1 A/g in 6 M KOH electrolyte. It is expected that the 3D graphene foam will have a potential application in the supercapacitors.     

镍钴硫化物的制备及其反应温度对形貌和超级电容器性能的影响

采用一步溶剂热合成法制备了镍钴硫化物纳米微球,利用 X 射线衍射光谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和 X 光电子能谱（XPS）对制备的材料进行了表征。采用循环伏安和恒电流充放电等电化学方法考察了镍钴硫化物用作超级电容器的电极材料的性能。160℃制备的材料在2 mA／cm2的电流密度下,测得的质量比电容和面积比电容分别为1298 F／g 和1．13 F／cm2。在电流密度为10 mA／cm2下,经过10000圈的循环稳定性测试后,比电容保持了原来的70．8％。此外,通过对反应温度的控制,研究了反应温度对其超级电容器性能的影响。结果表明,反应温度对生成物的形貌几乎没有什么影响,对其电化学性能有一定的影响。     

MnO2/碳纳米球电化学超级电容器电极材料的制备与性能研究

利用水热法合成了纳米棒状的MnO_2/碳纳米球(CNPs)作为电化学超级电容器的电极材料.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射光谱分析(XRD)对样品的微观形貌、物相进行分析;利用循环伏安法和恒电流充放电测试材料的电化学性能.结果表明:纳米棒状MnO_2/CNPs复合材料具有良好的电化学性能.在0.1 A/g的电流密度,1 mol/L Na_2SO_4电解液中,电极材料的比电容高达305.6 F/g,远高于纯碳球的比电容(49.3 F/g),当电流密度增至5 A/g时,材料的比电容为235 F/g,比电容仍能保持76.9%.     

镍掺杂SnO2纳米微球锂离子电池负极材料的制备及其性能

利用简单的一步水热法制备高性能的镍掺杂SnO₂ 纳米微球锂离子电池负极材料. 利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、高分辨率透射电镜(high resolution transmission electron microscope, HRTEM)、拉曼分析仪、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪以及电化学性能测试仪器(如蓝电测试系统、电化学工作站)分别研究了镍掺杂对SnO₂ 微观形貌、组成、结晶行为及电化学性能的影响, 并得到了最佳反应时间. 实验结果表明：与纯SnO₂相比, 镍掺杂SnO₂ 纳米微球表现出了更好的倍率性能和优异的循环性能. 特别地, 反应时间为12 h 的5 % 镍掺杂SnO₂ 在100 mA/g 电流密度下的首次放电比容量为1 970.3 mA·h/g,远高于SnO₂ 的理论容量782 mA·h/g. 这是因为镍掺杂可适应庞大的体积膨胀, 避免了纳米粒子的团聚, 因此其电化学性能得到了显著改善.     

MnO2/碳球复合材料的制备及其电化学性能的研究

利用碳球为还原剂,在中性KMnO₄溶液中制备出MnO₂/碳球复合材料,并对其结构和电化学性能进行了研究。结果显示,随着碳球含量的增加,MnO₂/碳球复合材料的循环稳定性提高,但比电容量降低;当碳球质量分数为35%时,MnO₂/碳球复合材料的比电容量在50mA/g的电流密度下达到181F/g。分别采用KOH活化和混酸氧化的碳球为还原剂,可以有效地提高MnO₂/碳球复合材料的比电容量和循环稳定性,相应复合材料的比电容量分别达到192F/g和218F/g,而且经过500次的充放电测试,仍然保持为184F/g和192F/g。     

物理化学综合实验设计——纳米MnO_2作为超级电容器电极材料的研究

探索了将纳米 Mn O2 电极的电容性质研究作为物理化学综合实验的可行性 .循环伏安和恒电流充放电实验表明 ,纳米 Mn O2 电极具有较为优良的电容性质 ,用 10 m A和 5 0 m A恒流充放电时 ,Mn O2 电极的比电容分别为2 0 3.6 F/ g和 15 0 F/ g;分别连续充放 5 0周和 2 0 0周后 ,容量保持率仍分别为最初的 91.2 %和 90 .5 % .     

NiCo2O4/RGO复合材料的制备及其电化学性能

采用两步水热法制备NiCo₂O₄/RGO复合材料,并对其电化学性能进行研究.研究结果表明,当电流密度为1 A/g时,NiCo₂O₄/RGO复合材料的比电容高达2 332.40 F/g,约是NiCo₂O₄材料的3倍,当电流密度增加至10 A/g时,其比电容还能保持为1 127.22 F/g,表现出优异的倍率性能.这归因于复合材料特殊的多孔蓬松结构,有效增加了材料的比表面积,NiCo₂O₄的比表面积为56.488 0 cm²/g,而NiCo₂O₄/RGO复合材料的比表面积高达188.604 2 cm²/g,能够提供更多的反应活性位点,同时RGO能够有效提高材料的导电性,两者之间的协同作用使得电化学性能大幅提升.     

多孔Ti3C2Tx/SnSe复合材料的制备及其储钾性能

采用原位氧化-刻蚀法和水热合成法制备了多孔MXene复合材料(Ti₃C₂T_x/SnSe),并对所制备的材料进行了结构表征与电化学性能测试. 结果表明:在0.05 A/g的电流密度下,多孔Ti₃C₂T_x/SnSe电极具有381.9 mA ·h/g的储钾容量,而相同情况下SnSe电极的比容量仅为119.2 mA ·h/g. 在1 A/g的电流密度下,多孔Ti₃C₂T_x /SnSe电极的初始可逆比容量为118.5 mA ·h/g,循环500次的比容量仍保持在35.4 mA ·h/g. 多孔Ti₃C₂T_x/SnSe电极材料优异的电化学性能得益于多孔Ti₃C₂T_x材料的高导电性,它不仅缓解了SnSe的体积膨胀,而且为离子的转移提供了良好的通路.     

孔道结构对有序介孔炭电化学性能的影响

以三嵌段共聚物（F127）为模板剂,间苯二酚（R）和甲醛（F）为碳前驱体,在外加的酸性条件下通过自组装的方法制得了F127/RF复合材料,然后经碳化处理得到具有高度有序孔道结构的介孔炭材料（OMCs）,通过XRD、TEM、N₂吸/脱附手段(77K低温下)对其进行结构表征。测试结果表明有序介孔炭材料的BET比表面积和总孔体积分别为770m²/g和0.65cm³/g。以有序介孔炭材料为电极制备超级电容器,对其进行直流恒流充放电测试、循环伏安测试和交流阻抗测试,结果显示在电流密度为0.02A/g时OMC-3比容量为130F/g,100次充放电循环后电容量保持率在99%以上。