LiCoO2电极中锂离子的扩散性能

为使锂离子电池在较高的充、放电倍率下满足动力型电源的需要,对LiCoO2中锂离子的扩散性能进行了理论推导及试验测定。以球状电极模型对LiCoO2电极进行了处理,在简化的假设条件下,推导出LiCoO2电极的扩散电流表达式,并可求得锂离子在LiCoO2电极中的固相扩散系数DLi 。研究结果表明:I对t-1/2在10～150s表现出很好的线性关系,与理论分析结果相符合;不同晶粒大小的LiCoO2样品扩散系数有很大差别,相差1个数量级以上;锂离子扩散动力学特征是由LiCoO2的晶粒尺寸决定的,与其粒径分布、比表面积及表面形貌等参数基本无关。     

营养液组份检测与控制系统的设计与实现

将动态矩阵控制引入营养液组份控制领域，并提出一种“模型改造”的方法：将激励信号引入非自衡对象，使其变为一阶稳定系统．试验结果表明：动态矩阵控制可以将营养液中的各组份浓度控制在设定值．     

Preparation and properties of antimony thin film anode materials

Metallic antimony thin films were deposited by magnetron sputtering and electrodeposition. Electrochemical properties of the thin film as anode materials for lithium-ion batteries were investigated and compared with those of antimony powder. It was found that both magnetron sputtering and electrodeposition are easily controllable processes to deposit antimony films with flat charge/discharge potential plateaus. The electrochemical performances of antimony thin films, especially those prepared with magnetron sputtering, are better than those of antimony powder. The reversible capacities of the magnetron sputtered antimony thin film are above 400 mA h g^-1 in the first 15 cycles.     

Pt(100)电极上乙二醇吸附和氧化的原位时间分辨FTIRS研究

运用原位时间分辨FTIR反射光谱在分子水平研究乙二醇(EG)在Pt(100)单晶电极上吸附和氧化的动力学过程. 在0.10 V的时间分辨光谱中, 当t>5 s于2050 cm^-1附近出现的红外谱峰归因于EG解离吸附产物线性吸附态CO(COL)的红外吸收. 红外光谱特征及其变化还证实, 吸附态CO在Pt(100)表面呈均匀分布; 当t>70 s于2342 cm^-1附近出现CO₂的不对称伸缩振动谱峰, 指认为EG的直接氧化. 研究发现随着电位升高, 直接氧化逐渐成为主要反应途径, 使解离吸附反应削弱. 当电位高于0.40 V以后, EG的氧化主要通过活性中间产物(–COOH)的途径进行.     

PEMFC阴极催化层电化学性能的数学模拟

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜电极中包含多种传输过程,且传输过程与电化学反应过程在相互交错的区域内进行,本文建立了质子交换膜燃料电池的阴极数学模型,运用MATLAB和C语言编写了模拟程序,探讨了电极结构和电极制备工艺对电极电化学性能的影响.     

谷胱甘肽自组装膜修饰电极用于Cr(VI)离子的测定

将谷胱甘肽(GSH)自组装膜修饰电极用于Cr(Ⅵ)的测定.实验表明,在0 02mol/LH2SO4 0 1mol/LNaNO3溶液中,在 1 00～-0 40V电位范围内进行循环伏安扫描,于 0 29V(Vs.SCE)处获得铬的还原峰信号、 0 65V(Vs,SCE)处获得铬的氧化峰信号.Cr(VI)在GSH/Au修饰电极上的电化学行为比裸金电极有明显的改善,峰电流更为灵敏,且还原峰电流随着Cr(VI)浓度的增加而增大,因此选择 0 29V的还原峰作为分析信号,运用1 5次微分线性扫描伏安法对铬进行了定量分析,线性范围为1 0×10-8～1 0×10-6mol/L,检测限为1 0×10-9mol/L.将所建立的方法应用于湖水样品中铬含量的测定,以ICP进行对照实验,结果满意.     

RGO/NiCo_2O_4复合电极材料制备及电化学性能研究

采用层-层自组装法制备了前驱体RGO/Ni-Co@Ni-foam(泡沫镍负载石墨烯/镍-钴金属化合物),并在高温下煅烧得到RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及能谱仪对多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料进行结构表征,并通过循环伏安、恒流充放电等测试方法考察了其作为电极材料的电化学性能。结果表明,制备的多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料的比电容在电流密度为0.5A/g时可达到444F/g,并且在经过1 000次循环实验后,比电容仍有342F/g。这表明多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在超级电容器领域具有广阔的应用前景。     

POM@Fe-MOF衍生物的结构及其电化学性能

采用溶剂热法将Keggin型H_3PW_(12)O_(40)作为次级结构单元引入Fe-MOF结构中,合成出具有花状结构的POM@Fe-MOF材料,以其为模板在不同工艺条件下制备出衍生物WO_2@FePO_4和WO_3@WC@C。借助SEM、XRD等分析了衍生物的表面形貌及物相结构,并将WO_2@FePO_4和WO_3@WC@C分别作为超级电容器的正、负极材料,利用三电极体系在浓度为6mol/L的KOH电解质溶液中对其电化学性能进行表征,在0.5A/g的充电电流密度下分别得到了68.6F/g和70F/g的最高比电容。     

Ti/Sb-SnO_2电极电解后的表面状态变化

针对电极表面发生电化学反应而影响电极稳定性的问题,研究了0.1mol·L-1的Na2SO4溶液中以5×10-3 A·cm-2恒电流电解300h后Ti/Sb-SnO2电极表面状态的变化,同时采用扫描电镜、元素分析和X射线衍射检测了该表面的状态,用电感耦合等离子体发射光谱仪检测了电解后溶液中的金属含量。结果表明:经长时间电解后的Ti/Sb-SnO2电极表面出现了氧化物层局部溶解及脱落的情况;电解完成后的溶液中检测到Sn元素;电极表层的物质仍为Sb-SnO2,但衍射峰强度有所降低,Ti峰强度大幅度升高。由此推测,表层氧化物层的溶解、局部区域的脱落以及基底与表面层之间的钝化可能是造成Ti/Sb-SnO2电极在长时间使用后失稳的主要原因。该结果可为改善Ti/Sb-SnO2电极表面形貌、提高表层氧化物负载量和电极稳定性研究提供参考。     

基于离子选择电极的氯离子浓度检测的研究

搭建了一套基于离子选择电极和STM32单片机(MCU)的水中氯离子浓度检测系统。为提高系统检测精度,减小由于被测溶液温度变化造成的测量误差,采用了温度补偿的方法,通过公式推导,得到了带温度补偿的氯离子浓度计算公式;对检测系统的软硬件进行了设计与实现,并对检测系统进行了标定实验,得到了标定曲线,曲线响应系数达到了99.71%,检测系统在10~(-5)~10~(-1)mol/L氯离子浓度范围内具有良好的线性度。最后通过实验证明了氯离子浓度检测过程中温度补偿的必要性,并验证了所推导温度补偿计算公式的有效性。