Ti/SnO_2-MnO_x-RuO_2/MnO_2电极的制备及其析氧、析氯性能

为了改善金属氯化物溶液电解过程中产生的氯气污染问题,采用热分解法制备了以钛为基体、SnO_2-MnO_xRuO_2为中间层、MnO_2为活性层的电极.应用极化曲线法和Tafel曲线分析法测定了电极在25℃、1moL·L~(-1)的H_2SO_4溶液和NaCl溶液中的析氧与析氯电位.在25℃,电流密度为500 A·m~(-2)条件下,用0.5 mol·L~(-1)的H_2SO_4为电解液,测试电极寿命.试验表明:该电极的析氯电位比析氧电位低0.03V,因此,电解过程中会产生部分氧气,减少了氯气的产生量.电极快速寿命测试结果表明,该电极的寿命为8h.     

Ag掺杂CuCo_2O_4的制备及其超级电容器性能

采用溶胶-凝胶法制备尖晶石型CuCo_2O_4和Ag掺杂CuCo_2O_4超级电容器电极材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品形貌和结构进行了表征.采用循环伏安、恒流充放电、循环寿命对其电化学性能进行了测试.结果表明,在1 A/g电流密度下,CuCo_2O_4和Ag(9%)掺杂CuCo_2O_4电极材料的比电容值分别达到了261.7和277.8 F/g,经过1 000次循环后,Ag(9%)掺杂CuCo_2O_4仍具有良好的容量保持率,比容量仍保持为初始值的89%.     

钠掺杂碳包覆磷酸锰锂纳米材料的制备及电化学性能

采用高温固相法一步合成掺杂钠型碳包覆Li1-x Nax MnPO4纳米材料,利用现代仪器分析手段表征了材料的物相、形貌和晶体结构,并考察了其作为锂离子电池正极材料的电化学性能.XRD分析结果表明,钠的掺杂没有改变LiMnPO4材料的橄榄石型正交结构,样品的结晶度好、纯度较高;SEM分析结果显示,随着钠含量的增加,样品粒径逐渐减小,当钠含量为20％时,颗粒直径减小到50 nm;TG分析结果说明,在样品制备过程中采用550℃的煅烧温度完全可行;BET分析结果得出,不同钠含量的Li1-x Nax MnPO4纳米材料均为介孔结构,钠含量为20％的样品比表面积最大.Li1-x Nax MnPO4纳米材料的电化学性能如下:CV测试结果表明,钠含量15％的样品电化学反应更为迅速,电极具有更好的电子导电性;EIS测试结果显示,钠含量为20％的样品电荷转移阻抗最小,说明钠的掺杂有利于疏通锂离子脱嵌的通道.充放电测试结果显示,钠含量为20％的材料充放电性能更稳定.     

硫酸盐环境氯氧镁水泥混凝土中钢筋防护试验

针对西部盐湖地区普通硅酸盐钢筋混凝土抗盐卤侵蚀性能较差的问题,制备了具有较强抗盐卤侵蚀性能的氯氧镁水泥钢筋混凝土.采用电化学工作站测试方法,测试了在硫酸镁溶液浸泡环境下,不同涂层钢筋的周期极化曲线及电化学参数(自腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀速率),研究了较高氯离子含量的氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀性能及防护.研究结果表明:在氯氧镁水泥混凝土中裸露钢筋处于严重腐蚀状态,采用达克罗涂层、必耐斯涂层、锌美特涂层和美加力涂层保护的钢筋处于低腐蚀状态,有久美特涂层保护的钢筋未发现腐蚀;达克罗涂层、必耐斯涂层、锌美特涂层、久美特涂层和美加力涂层的腐蚀速率分别约为裸露钢筋腐蚀速率的1/36~1/19、1/20~1/13、1/31~1/16、1/91~1/50和1/22~1/16,表明涂层技术可以减缓氯氧镁水泥混凝土中钢筋的腐蚀速率.     

镍锌超级电池的研究

通过在镍锌电池锌负极掺杂不同比例的活性炭制备了新的电极,该电极制备的电池既具备电池性能又具备电容性能.通过电化学性能测试得出电池的容量在25 mAh.普通镍锌电池和镍锌超级电池在四种不同倍率下进行充放电测试,普通镍锌电池在高倍率下充放电能量效率较低,而镍锌超级电池可在高倍率下充放电,镍锌超级电池掺C 20％循环寿命最长.     

CeO_2富氧性对质子交换膜燃料电池阴极催化剂性能的影响

采用水热法制备立方体形状CeO_2,用制备出不同CeO_2含量的CeO_2-Pt/C催化剂.经过透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)分析和循环伏安(CV)测试表明:CeO_2富氧作用表现明显,该方法制备的含6%CeO_2的Pt/C催化剂活性最高,但当CeO_2含量过高时活性会迅速降低.抗硫测试中,低含量的CeO_2却拥有较好效果,CeO_2提供的氧对阴极Pt/C催化剂的催化活性与SO2的耐受性起着至关重要的作用.     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

离子掺杂对高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧性能的影响

选择几种不同生料进行配方,烧制不同含量硅酸二钙水泥熟料,在煅烧过程中通过阴离子掺杂来研究对熟料易烧性能的影响,并添加稳定剂B2O3使贝利特保持活性较高的晶型;运用XRD、岩相分析、SEM等测试手段,初步探讨了离子掺杂对高强低钙硅酸盐水泥熟料煅烧和水化性能的影响。主要结论是,最佳的煅烧温度为1 350℃,稳定剂的加入可以促进熟料中的稳定存在;其次,当煅烧温度在1 400~1 450℃,w(C2S)含量在45%、w(C3S)含量30%时,熟料矿物结晶完整,矿物形貌最好,其早龄期的水化产物量也最多。     

基于Wiener退化对镁水泥混凝土中钢筋的锈蚀预测

镁水泥混凝土对钢筋的腐蚀限制了其广泛的推广应用,为解决这一难题,提出利用涂层来缓解其对钢筋的腐蚀,确保镁水泥钢筋混凝土建筑满足设计规定的使用年限要求. 根据西部盐渍土地区的自然环境,采用溶液浸泡加速锈蚀的试验方法对氯氧镁涂层钢筋混凝土进行快速腐蚀试验;运用电化学工作站周期性地对氯氧镁涂层钢筋混凝土试块进行电化学试验;以表征涂层钢筋锈蚀的电化学参数（腐蚀电流密度）作为退化指标,在Wiener退化过程的基础上进行可靠度建模并且对涂层钢筋进行锈蚀预测. 研究结果表明:利用涂层钢筋腐蚀电流密度作为耐久性退化指标可以得到镁水泥涂层钢筋混凝土中的涂层钢筋锈蚀的可靠度函数,并确定出涂层钢筋在30 000 d左右达到中等腐蚀.      

磷化钴(101)面析氢性能的第一性原理研究

计算了磷化钴(101)面的吸附氢自由能以及掺杂不同3d金属元素(Cr、Fe、Ni、Cu、Ga)对其析氢性能的影响.研究表明:掺杂Co元素周期表右边的元素(Ni、Cu、Ga)会提高其析氢性能,且掺杂位置和掺杂浓度对其自由能变化影响很大,研究结果为理解Co P及掺杂Co P的析氢反应性能提供了理论参考.     

Fe掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

为了探究煅烧温度和Fe离子掺杂浓度对TiO2纳米粉体晶体结构和光催化性能的影响,以TiCl4、NH4 OH、Fe(NO3)3·9H2 O为原料,采用共沉淀法成功制备了Fe掺杂TiO2纳米粒子,并通过XRD、UV-Vis等测试手段对样品进行了表征.结果表明:(1)TiO2纳米粉体的晶粒尺寸随煅烧温度升高而增大;(2)粉体...     

碳氮质量对掺氮石墨烯量子点电催化活性的影响

采用掺氮石墨烯量子点(N-GQDs)为电催化剂,考察了不同碳氮质量的掺氮石墨烯量子点电催化剂对ORR催化活性的影响,用透射电镜(TEM),电化学方法等对其进行表征.结果表明,在碱性条件下,上述电催化剂中,碳质量(在文中与石墨烯量子点质量意义相同)增多,可以提高电催化活性;然而保持催化剂中碳质量相同,增加氮质量,则电催化活性存在最佳值.     

Fe32Mn3Al8Cr反铁磁精密电阻合金Al2O3防护涂层的研究

用溶胶-凝胶法在Fe32Mn3Al8Cr反铁磁精密电阻合金表面提拉制备Al2O3耐腐蚀防护涂层.采用X射线衍射分析涂层相结构,扫描电镜观察涂层表面形貌.在Fe32Mn3Al8Cr合金表面形成连续、光滑的Al2O3涂层,具有(110)择优取向的γ-Al2O3结构.采用动电位阳极极化法测定涂层的电化学腐蚀性能表明,与原始合金相比较,在1mol/L Na2SO4溶液中,Al2O3涂层的自腐蚀电位提高了571mV,自腐蚀电流密度降低了1个数量级以上,维钝电流密度降低了近1个数量级;在1%NaCl溶液中,自腐蚀电位与原始合金相当,自腐蚀电流密度降低了2个数量级,腐蚀电位高达2000mV(SCE)时仍未发生孔蚀击穿.而且,Al2O3防护涂层的耐均匀腐蚀和耐孔蚀性能均优于1Cr18Ni9Ti奥氏体钢.     

锌铝水滑石材料的合成及其电化学性能

采用一步原位水热方法,制备了泡沫Ni负载的锌铝基水滑石(ZnAl-LDHs)复合电极材料.采用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等手段对产物的形貌和结构进行了研究.实验结果表明,原位水热法合成的ZnAl-LDHs为正六边形片状结构,直径约为300~500 nm,厚度约为10~30 nm.三电极体系电化学测试,电极呈现典型赝电容性质,电流密度为0. 5 A/g时,原位有序生长ZnAl-LDHs的比电容为84. 9 F/g,是共沉淀合成电极的2. 4倍.     

氢-溴储能电池膜电极的研究

采用不同电池结构组装成氢-溴储能单电池,进行恒电流充放电测试.通过分析电解性能、充放电循环性能和电池效率,研究了不同电池结构对电池性能的影响.结果表明,膜电极的CCM两侧喷涂催化剂,阴极为担载Pt/C催化剂(担载量为1 mg/cm~2)的碳毡的电池在200 m A/cm~2电流密度下进行充放电测试,其催化活性最高,电极反应效率最快,电池的充放电性能最好,能量效率和电压效率达到68.9%和70.3%.     

氧化锰及炭/氧化锰复合材料的电化学电容性能

以Mn(Ac)2为锰源,以K2S2O8为氧化剂,采用液相氧化法制备了氧化锰材料和炭/氧化锰复合材料.采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电方法对两种电极材料的电化学电容性能进了表征.结果表明:由于炭的担载,复合材料的电化学电容性能优于纯氧化锰.氧化锰对称型电容器的比电容要远远低于炭/氧化锰的比电容,后者是前者的7～12倍....     

点焊镀锌钢板时球形电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的分析

利用SEM、EDX和XRD等方法分析了在点焊镀锌钢板时球形电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响。结果表明:点焊镀锌钢板时,球形电极的失效机制,主要是电极和镀锌板之间局部焊接的断裂发生在电极表面而导致的电极磨损,以及电极和镀锌板表面的锌之间的合金化。表面涂敷TiC的CuCrZr电极的寿命(1200点)是CuCrZr电极寿命(500点)的2.4倍,表面处理能提高电极寿命的主要原因是,在点焊镀锌钢板时表面涂敷的TiC层能阻碍电极和镀锌板之间的局部焊接和阻碍电极和镀锌板表面的锌之间的合金化。     

PPy/TiO_2复合光催化剂的制备及其性能分析

为详细研究导电聚合物聚吡咯(PPy)掺杂后对二氧化钛(TiO_2)光催化性能的影响,采用水热法制备了介孔球形结构的TiO_2,用原位聚合法制备了PPy,并通过化学吸附法合成了PPy/TiO_2复合光催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对复合光催化剂的表面形貌、物相组成、表面性质及光吸收特性进行了表征分析.结果表明:所制备的TiO_2具有明显的介孔球形结构,微球直径约1～5μm,属锐钛矿晶型.聚吡咯的掺杂对TiO_2的晶型和形貌没有明显影响,适量聚吡咯掺杂可以提高TiO_2光催化活性,PPy/TiO_2复合光催化剂在紫外光下对苯酚和亚甲基蓝均有较好的降解效果,PPy/TiO_2质量比为1∶50的复合光催化剂光催化活性最高.     

Fe-Mn/TiO_2低温选择催化还原NO_x

采用溶胶凝胶法制备Fe-Mn/TiO_2催化剂,考察Fe含量、水含量、空速、氧气浓度等条件对催化剂脱硝性能的影响.结果表明:Fe-Mn/TiO_2催化剂在100℃时,NO_x转化率达到90%;Fe/Ti摩尔比为0.2、煅烧温度500℃条件下制备的催化剂具有最高的脱硝活性,催化剂的活性温度窗口较宽,在80~375℃温度范围内转化率保持在80%以上;催化剂制备中所加H_2O含量8%时,催化剂活性最好;氧气浓度对NO_x去除率并无显著影响,只在较低温度阶段有所差别,即氧含量4%时低温100℃NO_x转化率达到80%;空速对催化剂脱硝率的影响主要在较低温度段(100℃).     

Eu3+、Er3+掺杂Tb2(MoO4)3发光性能研究

通过高温固相法制备了Re_xTb_(2-x)Mo_3O_(12)(Re=Eu,Er; x=1%,3%,5%)材料.研究了不同Eu~(3+)、Er~(3+)掺杂浓度对Tb_2(MoO_4)_3发光性能的影响.X射线衍射结果表明:合成样品为纯相,Eu~(3+)、Er~(3+)的掺杂并不改变Tb_2(MoO_4)_3的晶体结构.激发光谱和发射光谱结果表明:随着Eu~(3+)掺杂浓度的增大,Tb_2(MoO_4)_3发光强度提高;随着Er~(3+)掺杂浓度的增大,样品发光强度先增强后减弱,存在浓度猝灭现象.本研究为开发新型发光材料提供了一定的参考.