掺杂稀土元素对Ni(OH)2晶格的影响

研究了稀土元素La掺杂对Ni(OH)2晶格的影响,发现通过掺杂,改变了Ni(OH)2晶格常数,降低了Ni^2 的局域能级,引入了大量的正缺陷,相对于未掺杂晶体,其OH^-的数量增多,增大了质子扩散的几率,因而提高了材料的电化学性能。     

掺杂稀土元素对Ni(OH)_2晶格的影响

研究了稀土元素 L a掺杂对 Ni( OH) 2 晶格的影响 ,发现通过掺杂 ,改变了 Ni( OH) 2 晶格常数 ,降低了Ni2 +的局域能级 ,引入了大量的正缺陷 ,相对于未掺杂晶体 ,其 OH-的数量增多 ,增大了质子扩散的几率 ,因而提高了材料的电化学性能 .     

La2Mo2O9的离子掺杂行为研究

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法合成了La2Mo2O9以及La2Mo2-xMxO9(M=Fe、Mn、Ti、Co、Ni、W)掺杂的样品.应用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)等方法考察了离子掺杂的成相情况以及离子搀杂对La2Mo2O9结构的稳定化作用;运用双探针法测试了样品的电导率随温度的变化情况.研究结果表明Fe、Mn、Ti、Co、Ni等离子对Mo6 的取代掺杂量较少.纯La2Mo2O9在580℃左右存在相变,但Fe、Ti掺杂样品没有出现相变过程的吸热峰.W6 离子可取代部分Mo6 而进入La2Mo2O9晶格,但对抑制其相变没有作用.     

La掺杂对纳米TiO2薄膜晶体结构和光催化性能的影响

采用溶胶一凝胶法在玻璃表面制备La掺杂纳米TiO2薄膜;利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行表征;通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能;研究不同掺杂量、热处理温度以及pH值对La掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,并对其光催化的影响机制进行探讨.研究结果表明:适量La掺杂能抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,引起晶格膨胀,导致晶格畸变;La掺杂使TiO2的吸收光谱发生红移,扩展TiO2的光谱吸收范围,有效地提高纳米TiO2薄膜的光催化性能,且光催化反应符合一级动力学方程:La掺杂量(摩尔分数)为0.5%的纳米TiO2薄膜在400℃热处理2 h后具有最大的光催化效率98.2%,其光催化效率比纯TiO2薄膜的光催化效率提高约40%.     

Ni(OH)2电化学性能改进研究的现状和展望

氢氧化镍是重要的电池正极材料,其电化学性能的优劣直接决定电池的放电和存储性能。本文介绍了氢氧化镍的充放电机理,简要综述了球形β-Ni(OH)：的改性、纳米Ni(OH)2的开发和掺杂α—Ni(OH)2等的研究现状,并指出鉴于目前β-Ni(OH)2的开发已接近极限,纳米Ni(OH)2及α—Ni(OH)2材料的研究和开发前景将会十分广阔。     

CaSn(OH)_6的结构及其在锌镍电池中的应用

为了改善锌负极的循环性能,采用共沉淀法合成CaSn(OH)6,并将其作为锌镍电池的负极添加剂,研究其对锌负极电化学性能的影响。研究结果表明:通过共沉淀方法合成的CaSn(OH)6粒度分布均匀,平均粒径在1μm左右,并且具有较高的纯度;添加CaSn(OH)6的锌负极在循环过程中游离出了Ca(OH)2和金属锡等有益物质,并进一步与ZnO反应生成锌酸钙,降低了锌负极活性物质在电解液中的溶解性,从而显著提高了锌电极的循环性能;以CaSn(OH)6与ZnO的混合物为负极活性物质的模拟锌镍电池具有较高的放电平台和优良的循环性能,经过50次循环后,电池放电容量保持为起始容量的72.6%。     

覆镍硅微通道板用于三维超级电容器的研究

采用无电镀方法在硅微通道板上制备镍,然后进一步通过化学液相沉积法,在其上面制备了氢氧化镍纳米晶体,获得了一种具有独特三维结构的Si-MCP/Ni/Ni(OH)2超级电容器.研究发现,制得的氢氧化镍晶体由许多纳米薄片组成,XRD图谱显示其具备α和β两种晶型.通过循环伏安和计时电位法对该超级电容器进行了性能测试.在放电电流为10 mA时,样品获得最大放电比容量,为2 150 F/g.在多次循环测试中,样品的稳定性良好.随着退火温度的升高,样品的容量下降.研究发现氢氧化镍的表面积减小是导致容量衰减的主要原因.由于该电容器有着巨大的比容量和良好的稳定性,该三维结构有望应用于二次电源和相关器件中.     

锂离子电池La2O3包覆LiNi1/3 Co1/3 Mn1/3 O2正极材料的制备

采用液相共沉淀法与高温固相法合成了La2O3包覆Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2的锂离子电池正极材料,采用XRD和电化学方法表征了材料的结构与电化学性能.结果表明,在1 000 ℃焙烧10 h制备的Li(Ni1/3 Co1/3 Mn1/3 )O2材料经包覆2%的La2O3后,具有较佳的电化学性能.其0.1 C倍率首次放电容量和首次充放电效率分别为151.2 mAh·g-1 和83 8%,首次循环后的交流阻抗为162.2 Ω,以0.2 C倍率循环20次后的放电容量为140.7 mAh·g-1 .     

LiCo_(1-X)M_XO_2的循环伏安性能研究

采用高温固相反应法制备了掺杂的锂离子电池正极材料LiCo1-XMXO2(M=Ni,Al,Mn,Bi,Zn;X=0.1,0.2),通过粉末微电极循环伏安法对制备的掺杂化合物进行了快速研究.结果表明:掺杂Al元素和Bi元素,能同时提高LiCoO2的充电和放电电压,而掺杂其他元素,均降低其充电电压而提高其放电电压.     

溶胶-凝胶燃烧法合成多孔La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3的研究

采用以溶胶-凝胶燃烧法合成了钙钛矿型复合氧化物多孔材料La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3,通过XRD、SEM和BET技术考察了多孔材料的晶体结构、颗粒细度、表面形态结构、比表面积、平均孔径和平均孔体积.结果表明,采用溶胶-凝胶燃烧法合成的多孔材料归属于LaCoO3型复合氧化物.对于LaCoO3化合物,少量的A位掺杂的Sr2 和B位掺杂的Ni2 均进入了晶格,分别取代了晶格内相应位置上的La3 和Co3 .但掺杂量太大时,则形成新的晶相.La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3样品粉体的吸附脱附等温线存在一明显的滞后环,表明样品为多孔材料.多孔粉体的表面形貌显示为层片多孔结构.     

镀Ni废水回收Ni（OH）2在Ni电极材料中的应用

将化学沉淀法回收电镀Ni废液得到的Ni(OH)2作为镍氢电池的正极材料,研究电极各组分对电池充放电性能的影响,并将回收的Ni(OH)2与购买的Ni(OH)2进行对比。实验结果表明:较优的Ni电极组分配比为m(Ni(OH)2)∶m(Ni粉)∶m(乙炔黑)∶m(60%的聚四氟乙烯乳液)=80∶12∶7∶1,电解液浓度为5 mol/L的KOH溶液。所制备电极中回收Ni(OH)2的放电比容量为185.04 mA.h/g,高于购买的Ni(OH)2的放电比容量,且在0.1C倍率下循环性能稳定。     

B位掺杂对固体氧化物燃料电池连接材料La0．85Sr0．15CrO3性能的影响

研究La0.85Sr0.15CrO3 B位(Cr位)掺杂不同的金属离子(Ni、Cu、Co、Ti、Ni Co) 的烧结性能、热膨胀和电子电导率.实验发现:离子掺杂可以降低La0.85Sr0.15CrO3的烧结温度;掺杂Ni对提高系统烧结性能最有效,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.05O3的相对密度可达到94%;掺杂Co或者Cu能提高La0.85Sr0.15CrO3的热膨胀系数,而Ni和Ti 掺杂则有相反作用.所有试样在300 ～ 1 000 ℃具有线性热膨胀性,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3在1 000 ℃空气气氛中的热膨胀系数为10.6×10-6/℃,和摩尔分数为8%的Y2O3稳定的ZrO2 (8YSZ) 电解质的热膨胀系数相匹配.与B位一元掺杂的La0.85Sr0.15CrO3试样相比,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3 在675 ～ 850 ℃温度范围内显示出更高的电子电导率.     

三维石墨烯/泡沫镍基底上制备Ni掺杂Co(OH)_2复合材料及其超电容性能

以化学气相沉积法制备的三维网状石墨烯/泡沫镍(3DGE/NF)为基底,电化学沉积Ni掺杂Co(OH)2纳米片得到三维镍钴双氢氧化物/石墨烯/泡沫镍(3D NixCo1-x(OH)2/GE/NF)复合电极材料,研究Ni掺杂量对材料的形貌及电化学性能的影响.结果表明:在Co(OH)2中掺杂适量的Ni可以改善材料的表面形貌;高质量、高导电性石墨烯的存在促进电极与电解液的电荷传输,加上镍钴的协同作用,能有效提高材料的比容量和循环倍率性能.当Ni掺杂量为34%时,3D Ni0.34Co0.66(OH)2/GE/NF复合电极材料具有最佳的电化学性能,当电流密度为3 A/g时,其在1mol/L的KOH电解液中比容量达到1 714F/g,当电流密度升高到30A/g时比容量仍保持有73%达到1 254F/g,显示出较好的倍率性,且在10A/g的大电流密度下经过500次循环后,比容量保持率为83%.     

一种新型La掺杂PbO_2电极用于X-GRL降解的研究

为提高PbO_2电极对阳离子红X-GRL的去除效果,利用热分解电沉积法制备稀土La掺杂PbO_2电极(Ti/SnO_2-Sb_2O_3/PTFE-La-β-PbO_2,简写Ti/La-PbO_2).之后,根据电极对X-GRL及其TOC的去除效果,确定La的最佳掺杂比为Pb∶La=200mol∶2mol.通过对电流密度、电解质浓度和X-GRL的初始质量浓度等不同的参数条件优化,确定最佳降解条件为电流密度50mA/cm~2,电解质(Na_2SO_4)浓度0.10mol/L,X-GRL初始质量浓度100mg/L.在此条件下降解2h后,X-GRL及其TOC的去除率分别达到93.48%和52.07%.同时,采用扫描式电子显微镜(SEM)对电极表面进行分析,结果显示La掺杂PbO_2电极表面具有致密的结构和较好的结晶取向,有利于提高电极的催化活性并最终提高X-GRL的矿化程度.最后,利用了循环伏安法(CVs)验证了La掺杂PbO_2电极具有较高的析氧电位和电化学活性.     

快淬AB5型稀土储氢合金的微结构与电化学性能

采用磁悬浮感应熔炼法和快淬法制备了Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3稀土储氢合金,系统研究了快淬速度对合金微结构和电化学性能的影响.X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析表明,快淬态合金中出现了新相LaNi3和La2Ni3,且LaNi3和La2Ni3相含量随快淬速度的增大而增大.电化学性能测试表明,合金的放电特性和最大放电容量随快淬速度的增大呈现出先变好后变坏的变化规律,15m/s快淬态合金的放电特性和最大放电容量达到最佳.此外,恰当的快淬速度能明显改善合金的循环稳定性.     

La0.7Mg0.3-xCaxNi2.5Co0.5(x=0～0.15)储氢合金的放电容量衰退机理研究

采用感应熔炼结合粉末烧结两步法制备了La_(0.7)Mg_(0.3-x)Ca_xNi_(2.5)Co_(0.5)(x=0～0.15)储氢合金,并对合金的放电容量衰退机理进行了研究.研究结果显示随着Ca含量的增加,合金的相结构没有发生明显变化,只是晶胞参数逐渐增大,即Ca主要替代了超晶格结构AB2结构单元中的Mg,但在AB5结构单元中少量的Ca恰恰对合金的放电容量产生了重要的影响.Ca在AB2和AB5两种结构单元中的存在会降低储氢过程中晶胞内部的膨胀应力,Ca的溶解能够抑制Mg的腐蚀,生成微溶于水的腐蚀产物,并提高了合金表面具有催化活性的Ni含量,改善了合金的循环寿命.较高的Ca含量会严重破坏合金的相结构,生成过量的腐蚀产物因不能完全溶于水而在合金表面形成包覆层,阻碍了电极反应,造成合金循环过程中放电容量的急剧下降.     

添加剂对镍电极充电性能的影响

采用在化学法制备Ni(OH)2过程中用共沉积的方法掺加添加剂,用排水取气法、循环伏发法研究了各种添加剂对镍电极析氧过程的影响。通过对十几种添加剂的考察,认为Sr(OH)2,Co(OH)2和La(OH)3对降低析氧速率、提高充电效率效果比较明显。     

Ti对La_(0.7-x)Ti_xMg_(0.3)Ni_(3.5)(x=0.00,0.05,0.10)合金电极电化学性能的影响

在氩气保护下用悬浮熔炼制备La0.7-xTixMg0.3Ni3.5(x=0.00,0.05,0.10)储氢合金,研究Ti含量对合金电极电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相组成。当x=0.10时,合金中有TiNi3相产生,随着Ti含量的增加,LaNi5、LaMg2Ni9和La2Ni3相的晶胞体积减小。电化学性能测试表明,合金电极最大放电容量分别为370 mAh/g(x=0.00)、331 mAh/g(x=0.05)和252 mAh/g(x=0.10);合金电极循环伏安特性曲线氧化峰电位随着Ti含量的增加而降低,表明Ti的加入使合金电极易于发生氧化反应。     

阴极共沉积Ni(OH)2薄膜在碱溶液中的电化学特性

采用阴极电沉积法在镍基底上制备Ni(OH) 2 薄膜 ,循环伏安法在 1 0mol·dm-3 KOH溶液中测量了薄膜电极的催化析氧特性 .沉积Ni(OH) 2 的薄膜电极比镍基底增加了 2 0mA·cm-2 的析氧电流 (1 0VvsHg/HgO电极 ) .在制膜过程中掺杂 7?(V/V)得到的复合氢氧化镍薄膜电极在碱溶液中的析氧电流又增加了约 2 0mA·cm-2 .分光光度法和薄层扫描分析法对薄膜进行了成分分析 .     

Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料的制备及在超级电容器上的应用

采用水热法合成Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对复合材料物相及形貌进行表征.将所得的复合材料用作超级电容器电极材料,通过循环伏安法、恒电流充放电法以及交流阻抗法对Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料的电化学性能进行评价.同时探讨了Ni(OH)2与VS2的不同质量比对复合材料电化学性能的影响.结果表明:Ni(OH)2与VS2的质量比为5∶1时所制备的Ni(OH)_2-VS_2纳米复合材料具有更优异的电化学性能.在电流密度为1A/g时,比电容最高可达到4021F/g,且在电流密度为5A/g下进行500次充放电测试,电容保持率仍在80%以上.