Nanostructured LiMn2O4 and their composites as high-performance cathodes for lithium-ion batteries

Improvement of the energy density and power density of the lithium-ion batteries is urgently required with the rapid development of electric vehicles and portable electronic devices. The spinel LiMn2O4 is one of the most promising cathode materials due to its low cost, nontoxicity, and improved safety compared with commercial LiCoO2. Developing nanostructured electrode materials represents one of the most attractive strategies to dramatically enhance battery performance, such as capacity, rate capability and cycling life. Currently, extensive efforts have been devoted to developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites to further improve the rate capability of lithium-ion batteries for high-power applications. In this paper, recent progress in developing nanostructured LiMn2O4 and LiMn2O4/carbon nanocomposites is reviewed, and the benefits to the electrochemical performance of LiMn2O4-based cathodes by using these electrode materials are also discussed.     

黑蛋巢菌属和红蛋巢菌属真菌的5种水解酶活性测定

通过测定黑蛋巢菌属9个菌株和红蛋巢菌属6个菌株的几丁质酶、β-1, 3葡聚糖酶、纤维素酶、木聚糖酶和木质素过氧化物酶共5种水解酶活性,为评价和合理利用鸟巢菌资源提供依据。结果表明,所有菌株均具有以上水解酶活性,同一种水解酶的活性在不同菌株之间以及同一菌株的不同水解酶活性差异显著。其中红蛋巢菌134表现出最大的几丁质酶活性,达到122.1 U/mL;黑蛋巢菌24的β-1, 3葡聚糖酶活性最强,达到143.7 U/mL;在25℃下培养,黑蛋巢菌185的纤维素酶活性最高,达到62.3 U/mL,35℃下培养,菌株185的纤维素酶活性也最高,达到了137.6 U/mL,所有菌株的纤维素酶活性在35℃培养4周比25℃培养2周要高;在25℃下培养时,菌株134的木聚糖酶活性最高,达到了464.8 U/mL,35℃培养4周时,菌株185具有最高的木聚糖酶活性,达到了745.6 U/mL,总体上木聚糖酶的活性在35℃培养4周高于25℃培养3周;黑蛋巢菌150表现出最高的木质素过氧化物酶活性,为0.297 U/mL。总体比较,菌株185的复合酶系较发达,有望利用该菌株完成植物秸杆的降解及利用。     

温度和气氛对锰稳定氧化锆立方相稳定性的影响

研究了采用传统的固相反应法制备具有单一立方相结构的锰稳定氧化锆陶瓷,并对影响锰稳定立方氧化锆稳定性的温度和气氛进行了分析.结果表明:当锰的掺杂量(原子分数)为20%时,氧化锆为单一立方相结构.对于具有立方相结构的氧化锆固溶体的相稳定研究发现,在1 000℃以上的高氧分压条件下,立方相易发生向单斜相相变;在1 000℃低氧分压的条件下,立方相结构相对稳定;在温度低于800℃条件下,无论氧分压的高低,立方相均能稳定存在,只是在高分压氧下伴随立方相晶格常数的减小及Mn元素价态的变化.     

重组锰超氧化物歧化酶工程菌摇瓶发酵条件的优化

通过单因素试验对重组锰超氧化物歧化酶(Recombinant Manganese Superoxide Dismutase,rMn-SOD)工程菌的摇瓶发酵的培养基(碳源、氮源、无机盐)和培养条件(接种量、乳糖浓度、时间、温度、摇床转速、pH值等)进行了初步优化.结果表明,工程菌发酵的优化培养基组分(质量分数)为:1.5%蛋白胨、1.5%酵母提取物、1.0%NaCl、0.4%KH2PO4、0.8%K2HPO4、1.5%(体积分数)甘油、0.2%NH4Cl和5 mmol/L MnCl2.乳糖诱导表达的优化条件为:以5%接种量培养5 h后,加入质量分数为0.25%的乳糖进行诱导表达6 h.当发酵温度为37℃、摇床转速为180 r/min、培养基的初始pH值为7.0时,表达的rMn-SOD的酶活力高.在优化条件下,工程菌的SOD活性达1 969.9 U/mL,比活力达1 081.8 U/mg.     

低能N+注入凤仙花的变异检测

以低能N 注入凤仙花(Impatiens balsaminaL)种子后获得了高茎、矮茎2个变异品系.对其进行过氧化物同工酶(POD)检测的结果表明,2个变异品系叶片的POD分子大小、表达强度和条带数目与对照相比都发生了一定变化.随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA,RAPD)分析结果也表明变异品系DNA链的脱氧核苷酸序列发生了变异,从25个随机引物中筛选出了9个具有多态性.实验证明适当剂量的低能N 注入能够在基因水平引起凤仙花的变异,为花卉产业的发展提供了一种遗传育种手段.     

锰粉尘云最低着火温度的实验研究

利用G-G恒温炉分别测试了分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:最低着火温度随分散压力的增大先降低后升高,得到分散压力为0.05 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧,对应的最低着火温度为496℃。最低着火温度随质量浓度的增加呈现先降低后升高趋势,测得最敏感浓度为2.272 g/L,对应的最低着火温度值最小为466℃。采用新的方法,通过改变惰性粉体的粒度来研究对最小点火能影响可以发现:最低着火温度随二氧化硅粒度的减小而升高;粒度一定质量浓度越大对锰粉尘云的燃烧抑制效果越明显。     

锰的氧化实验及动力学分析

锰的氧化主要是Ｍｎ２＋向高价态（Ｍｎ３＋,Ｍｎ４＋）的转变,这种转变可以通过多种方式实现,是一个复杂的反应过程．氧化实验与动力学分析结果表明,溶解的Ｍｎ２＋很容易被氧化,而固态的碳酸锰相对Ｍｎ２＋氧化进行得较慢;碳酸锰矿石与纯碳酸锰相比,氧化反应进行得较彻底,所得产物都是稳定的高价化合物;锰的氧化速率不仅受反应物浓度的影响,而且还受环境因素的影响;碱性条件以及非锰金属离子有利于锰的氧化．     

ICP-AES同时测定土壤中的环境有效态铅和锰

建立了电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)同时测定土壤中可利用的环境有效态铅(Pb)和锰(Mn)的方法.采用王水-高氯酸体系消解土壤样品,考察了ICP-AES实验条件对检测结果的影响,以220.353、257.610nm波长分别测定Pb和Mn的含量,选择延迟时间30s,射频功率1.3kW,雾化器流量0.8L/min,泵流速1.5mL/min,轴向观测位,作为ICP-AES测定土壤样品的条件.结果表明,建立的方法简便可靠,可测定土壤中Pb和Mn的有效态含量,可用于评价土壤中Pb、Mn的污染程度.     

两个金属有机膦酸配合物的合成与结构表征

以氨基三甲叉膦酸(NTP)为有机配体,在温和的水热体系中与金属盐反应合成了两个具有相同结构的金属膦酸配位化合物,Cd[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物1)和Mn[NH(CH2PO3H)3](H2O)3(化合物2).X-射线单晶衍射结果表明,两个化合物均结晶在单斜晶系,P2(1)/c空间群(No.14).以化合物1为例分析结构,NTP结构中的两个膦基氧原子与金属Cd原子螯合配位形成一个八元环的结构单元,再通过膦基氧原子的桥连作用连接成一维链.在化合物的结构中,存在大量的氢键,形成三维超分子结构.并用粉末X-射线衍射、红外、元素分析对化合物1和2结构进行了表征.     

锰对中锰耐磨钢组织形态及相变的影响

通过DIL805A热分析仪、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜、力学分析等方法研究Mn对中锰耐磨钢组织形态、相变及力学性能的影响.随着Mn的质量分数以2％的增量从3％提高到9％,室温奥氏体含量逐渐增多,抗拉强度及硬度逐渐降低,抗拉强度和室温奥氏体体积分数都在5％到7％时变化明显,马氏体与奥氏体的位向关系发生改变,马氏体形态类型逐渐由亚结构以位错为主的板条状α马氏体变化为亚结构以位错、相变内孪晶和层错为主的束状细片α马氏体和细片状ε马氏体.