螺旋形碳纤维的制备及其储锂性能

用镍片和PCl3分别作为催化剂和助催化剂,通过催化裂解乙炔制备出形貌规整的螺旋形碳纤维。采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对螺旋形碳纤维的组成和结构进行分析。通过恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)等手段表征螺旋形碳纤维的电化学性能并对其储锂机理进行分析。结果表明,在50mA/g电流密度下,首次放电容量为513mAh/g,充电容量300mAh/g,经30个循环后可逆容量增至314mAh/g。对比分析螺旋形碳纤维与天然石墨的循环伏安曲线和充放电曲线,发现二者的储锂方式明显不同,天然石墨的主要储锂区间在低电位进行,而螺旋形碳纤维的储锂电压区间较宽。这与螺旋形碳纤维中存在着较多微孔和缺陷有关,这种结构有利于锂离子在材料中的快速存储,因此螺旋形碳纤维具有较高的大电流循环性能。     

TiO2纳米管的制备及其电化学储锂性能

以TiO2粉末为原料,利用在碱性条件下加热回流的方法制备了H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管.分别用TEM、SAED和XRD等分析方法对纳米管的形貌和结构进行表征,结果显示H2Ti4O9·H2O纳米管在400℃条件下可以转化为锐钛矿型的TiO2纳米管且其管状结构基本保持不变.电化学储锂结果显示H2Ti4O9·H2O和TiO2纳米管都比原料TiO2具有较大的可逆比电容和较高的稳定性,而加热可以使TiO2纳米管的电化学稳定性更高于H2Ti4O2·H2O纳米管.     

环状Fe2O3晶体的制备及其储锂性能

研究具有高容量的负极材料是提高锂离子电池性能的重要方向.采用水热反应法制备环状Fe2O3晶体颗粒,环状Fe2O3晶体是由微米尺寸颗粒组成,环状晶体颗粒的内径约1μm,外径约1.5 μm,平均高度为2.5 μm.在0.01～3.0 V(Li+/Li)的电压区间内,采用动电流循环考察电极材料的储锂性能和循环性能.在100 mA/g的电流密度下稳定循环100次,环状Fe2O3晶体颗粒电极表现出高的可逆储锂容量480.8 (mA· h)/g,和良好的循环稳定性能.Fe2O3晶体颗粒高的储锂性能和优异的循环性能是由于其特殊的环状结构形成了良好的导电网络,并有效地缓冲了锂离子嵌/脱反应过程中造成的电极材料巨大的体积变化.     

变性淀粉在赤铁矿阳离子反浮选脱硅中的抑制性能

以十二胺为捕收剂,木薯原淀粉、取代度为0.026和0.21的羧甲基淀粉和取代度为0.0065和0.055的磷酸酯淀粉作为抑制剂,考察了赤铁矿与石英的可浮性,重点研究了基团取代度对变性淀粉抑制性能的影响.结果表明:原淀粉、取代度0.026的羧甲基淀粉和取代度0.0065的磷酸酯淀粉对赤铁矿有良好的抑制作用,而取代度0.21的羧甲基淀粉和取代度0.055的磷酸酯淀粉对赤铁矿的抑制能力较弱;原淀粉和取代度0.026的羧甲基淀粉对石英有较强抑制作用,其他3种淀粉对石英抑制能力较弱.可见,低取代度的磷酸酯淀粉,在赤铁矿阳离子反浮选脱硅中可作为较高选择性的抑制剂.Zeta电位测定结果表明,特征基团取代度相对较高的变性淀粉,与赤铁矿和石英作用后,矿物Zeta电位负值较大.变性淀粉的取代度越高,其伸展向溶液中荷负电的基团越多,使阳离子捕收剂通过静电作用吸附于矿物表面,减弱了变性淀粉的抑制能力.     

软硬双模板法制备双介孔炭及其储锂性能研究

以中间相沥青为前驱体,三嵌段共聚物F127和纳米CaCO_3分别为软硬模板剂,采用有机-无机自组装方式制备双介孔炭(BMCs)用作锂离子电池负极材料。借助XRD、Roman、SEM、TEM、氮气吸脱附及恒电流充放电测试对所制双介孔炭材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征,研究了软硬模板剂比例与热处理温度对其孔结构及电化学性能的影响。结果表明,当中间相沥青、三嵌段共聚物F127、纳米CaCO_3质量比为2∶1∶7时,所制备的双介孔炭材料电化学性能最佳,在100 mA/g的电流密度下,该材料首次放电比容量可达563.2 mAh/g,100次循环容量保持率为81.25%,在2000 mA/g的电流密度下,其放电比容量为206.3mAh/g;随着热处理温度的升高,双介孔炭孔道结构逐渐坍塌,其可逆储锂容量不断降低,在热处理温度为1800℃时降到最低值,当热处理温度进一步升高达到2300℃以上时,因石墨微晶排列有序度大幅提高,有利于锂离子的嵌入脱出,由此导致材料的可逆储锂容量又开始不断增加。热处理温度低于2300℃时,材料的储锂容量主要取决于其内部缺陷及孔隙,在2300℃及更高温度进行热处理时,材料的储锂容量主要为层间插锂容量。     

不同形貌碳包覆铌酸钛微球的合成及其储锂性能研究

因为铌酸钛具有合适的放电电压平台、较长的循环寿命和较高的可逆比容量,所以其被认为是一种理想的锂离子电池负极材料,但因它导电能力差而大大限制了其实际应用.该文通过简易的喷雾干燥法制备了铌酸钛微球,然后将其分别与环糊精、蔗糖和聚乙烯吡咯烷酮混合,在氩气气氛下退火处理制备3种碳包覆的铌酸钛微球.电化学性能测试结果表明:以环糊精为碳源合成的铌酸钛微球展现出最好的倍率性能和循环稳定性,在10.00 C大电流密度下循环1 000圈后的可逆比容量保持为134.3 mA·h·g^-1.     

阳离子淀粉CST制备及脱色性能研究

研究了在基本干的反应条件下制备阳离子淀粉的方法及其脱色性能,确定了用氢氧化钠作催化剂时的最佳反应条件。     

天然改性阳离子絮凝剂制备及性能研究

介绍了以玉米芯为母体，以阳离子醚化剂为改性剂，合成阳离子型改性讷发子絮凝剂CNPF的方法，并对该絮凝剂的性能进行了研究，通过正交实验选择最佳条件，反应温度50℃、时间3h。配料比：0.03mol阳离子试剂／5g玉米芯粉。同时以高岭土悬浊液为絮凝效果考察体系，探讨了CNPF的絮凝性能。结果表明，CNPF絮凝效果优于6水氯化铝，在实际应用中，对粘土污水体系的处理表明，CNPF具有良好的抗干扰能力。     

常压阳离子染料易染共聚酯纤维微观结构与性能

采用红外光谱分析和X射线衍射法,表征常压阳离子染料易染共聚酯(ECDP)纤维的微观结构,并通过测试ECDP纤维和聚酯(PET)纤维的拉伸性能、吸湿性能和导电性能,探讨了微观结构对纤维性能的影响.结果表明:ECDP纤维中第三组分间苯二甲酸5磺酸钠的加入使结晶度减小,因此,断裂强度和初始模量比PET纤维小,而断裂伸长率有所增加,回潮率较大,体积比电阻较小.     

硫化氢系统分析与阳离子结构关系的研究

本文选择离子外壳电子数n,有效核电荷数Z~*及半径r三个结构参数,对32种金属离子的资料作主成分分析,第一、二主成分(以Y_1、Y_2表示)对应特征值累计百分率达99.82％,其中λ_i/∑λ=96.90％。以Y_1对Y_2作图,可将这32种金属离子分为五组,其中除Zn~(2+)由第Ⅲ组划入Ⅱ组外,其余均与H_2S系统分组相同。在主成分分析基础上,确定n与Z~*为影响阳离子分组的主要结构参数。用n对Z~*作图分组,结果与以Y_1对Y_2作图相同。本文还讨论了用Z·n值分组的问题。     

Nanostructured Ion Storage Electrode Materials for Lithium Batteries and Supercapacitors

1 Results Performance of lithium-ion batteries, electrochemical capacitors, and other electric-energy storage devices is not only determined simply by macroscopic chemical composition of their electrode, but also strongly affected by shape and size of the active materials. Nanostructured materials are distinguished from conventional polycrystalline materials by the nanometer size of the structural units that compose them, and they often exhibit properties that are drastically different from the conventi...     

非化学计量比贮氢合金及其电极特性

对贮氢合金MlNi3.55+xCo0.75Al0.3Mn0.4(0≤x≤0.6)的结构、组织、电化学性能和P-C-T特性进行了研究.结果表明,除了x=0.6的合金外,随着x的增大合金的点阵常数a值减小、c值增大,c/a值和单胞体积也随之增大,而x=0.6时合金体积反而减小.同时随着x的增大,合金中Ni并没有出现明显偏析,而是促进了B侧其它合金元素尤其是Mn和Al的偏析.x的增大,放电容量降低,充放电循环稳定性只略有下降,但活化性能却明显改善,P-C-T曲线平台压升高.     

蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性

使用扫描电镜和视频光学接触角测量仪研究了22种蝴蝶翅表面的多级复合结构和疏水性。一级结构为微米级鳞片,鳞片密度为101~280个/mm2,长65~135μm,宽35~85μm,间距48~112μm。二级结构为鳞片表面的亚微米级纵肋和横向连接。三级结构为纵肋和横向连接上的纳米级突起。蝴蝶翅表面的蒸馏水接触角为138.2°~158.5°,属于天然疏水表面,这是翅表面化学组成与微观结构协同作用的结果。蝴蝶翅表面可为新型仿生自清洁材料的制备提供生物模板。     

层状锂锰钒氧化物的合成与电化学性能研究

用高温固相反应法合成掺锰的层状锂钒氧化物L i1.2V3-xM nxF0.02O7.98.通过FT IR和XRD对样品进行表征,并研究了样品的充放电性能.实验结果表明:除L i1.2V2.50M n0.50F0.02O7.98样品外,所合成的其余4个样品均为层状锂锰钒氧化物.掺锰量最少的样品L i1.2V2.98M n0.02F0.02O7.98,在4.0~2.0 V区间放电时,其初始放电容量可达233.4 mA h/g,但循环性能不佳.随着掺锰量的增加,样品的循环性能有了显著改善,初始放电容量降低.掺锰量较大的样品L i1.2V2.80M n0.20F0.02O7.98的初始放电容量较低(164.8 mA h/g),但其循环性能在所有样品中是最好的,说明掺杂适量的锰可以使层状锂钒氧化物的结构更稳定,从而提高样品的循环性能.     

动态示意图及其可控性的研究

简要讨论了动态示意图的概念、分类、各类之间的异同、可控性 ,提出了动态示意图不仅对课堂教学有利 ,而且有助于学生自学、观察和思维能力的提高 .     

WSe_2负载掺氮三维石墨烯的制备及储锂性能

近年来,过渡金属硫族化合物由于具有较高的理论比容量及特殊的层状结构,被认为有希望替代石墨作为下一代锂离子电池负极材料.作为典型的过渡金属硫族化合物,硒化钨(WSe_2)具有与石墨类似的二维层状结构,层间通过较弱的范德华力结合,方便锂离子嵌入和脱嵌.然而,在实际应用中,导电性差、循环过程中体积膨胀等问题制约了其进一步的发展.为了解决以上问题,本文经水热、退火等步骤,制备了将纳米棒状WSe_2锚定在掺氮三维石墨烯上的WSe_2@N-3DG复合材料.电化学测试表明,电流密度为2 A·g~(-1)时,复合材料循环500圈后放电比容量可以达到412 m Ah·g~(-1),在0.1,0.2,0.5,1和2 A·g~(-1)的电流密度下,WSe_2@N-3DG的放电比容量分别达到811,696,576,443和391 mAh·g~(-1),表现出优异的电化学性能.     

储氢合金Mg2Ni的制备及其储氢性能分析

Mg-Ni基储氢合金以其比容量高、成本低而倍受关注.采用感应熔炼法,在不高于900 ℃的温度下成功制备出Mg2Ni合金,X射线衍射及金相组织分析表明,合金中主相为Mg2Ni.对制备出的Mg2Ni合金进行气态吸放氢性能测试,结果表明,经粉碎后的合金粉体经第1次活化,吸氢量为3.15 wt%,2次活化后吸氢量达到3.49 wt%,接近其理论值,而合金块体在第2次活化后的吸氢量远小于合金粉体的吸氢量,且第3次活化后未见明显增大.     

FeRhN原子簇几何结构和磁性

采用离散变分局域自旋密度泛函方法，对ＦｅＲｈＮ原子族（Ｎ＝２－６，１２，４２和５４）的几何结构和磁性进行了系统研究。发现小ＦｅＲｈＮ原子簇几何结构的相对稳定性同原子簇中的相邻原子间成键数目成正比，小ＦｅＲｈＮ原子簇的在态倾向于有较多近邻键合的高维几何结构。所讨论的所有ＦｅＲｈＮ原子簇比相应的ＲｈＲｈＮ原子簇的磁矩都大。因此，用Ｆｅ替换Ｒｈ后，铁确实能提高原子簇的磁矩。这个结论同相关的实验结果相一致