Li2 MnO3正极材料中掺杂Co、Ni的电化学性能研究

分别以金属Co和Ni替代Li_2MnO_3中的部分Mn,并采用高温固相合成法制备Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3和Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3正极材料,通过SEM分析和X射线衍射观察材料的微观形貌和晶体结构,循环伏安法、交流阻抗测试和恒流充放电实验,测试材料的电化学性能.结果表明:Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为308.9 mAh·g~(-1),库伦效率为92.1%,循环40圈时容量保持率为93.7%,Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料的首次放电比容量为282.6 mAh·g~(-1),库伦效率为98.2%;循环50圈时放电比容量为332.6 mAh·g~(-1),充放电性能较好;Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料锂离子扩散电阻小,氧化还原峰极化小,展现出良好的循环稳定性.由此得出结论,Co掺杂所得Li_2Mn_(0.5)Co_(0.5)O_3材料相比于Li_2Mn_(0.5)Ni_(0.5)O_3材料,不仅具有更完好的晶型结构,还有更高的放电比容量、更长的循环寿命以及良好的循环稳定性.     

铁钼氧化物电极材料的制备及在锂离子电池中的应用

以六水合氯化铁、磷钼酸、氧化石墨烯和富马酸为原料,采用水热法合成Fe_2(MoO_4)_3纳米材料,并将其用作锂离子电池负极材料.探讨不同煅烧温度对样品形貌和锂电性能的影响,利用SEM、XRD和EDS等分析技术对样品的形貌和结构进行表征,并对其进行电化学性能测试.结果表明:Fe_2(MoO_4)_3纳米材料是颗粒状的结构,在煅烧温度为550 ~oC时,制备的样品具有良好的电化学性能,当电流密度为100 mA·g~(-1),首次放电比容量为1 343.5 mAh·g~(-1),循环充放电50次时,放电比容量仍达915 mAh·g~(-1),表现出良好的循环性能和倍率性能.Fe_2(MoO_4)_3负极的首次不可逆容量损失,主要与电解液的分解和SEI膜的形成有关.     

Ti/PbO_2+Co_3O_4复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米Co_3O_4粒子,通过复合共沉积法将Co_3O_4嵌入沉积在Ti基体的PbO_2镀层中,制备得到PbO_2+Co_3O_4复合电极材料.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等对纳米粒子和复合电极材料的组成、结构和形貌进行表征.结果表明:该复合电极材料由β-PbO_2和尖晶石结构的Co_3O_4组成,随着纳米Co_3O_4含量的增加,复合材料的表面粗糙度和孔隙率逐渐增大.通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在1 mol/L NaOH溶液中的赝电容性能进行了研究.结果表明:该复合电极材料的比电容值可达215 F/g,表现出了良好的赝电容性能.     

LiCoO_2脱锂材料作锂原电池正极材料研究

本文采用电化学方法制备了LiCoO_2的脱锂材料,并利用SEM、XRD、TG对产物进行形貌、物相、热稳定性能的表征。将其作为正极材料,组装成Li-Li_(1-x)CoO_2原电池,开路电压达4.18V。在0.1C倍率下放电,截止电压为2.75V时,放电比容量达114.3mA.h/g。证实了LiCoO_2的脱锂材料从电池中分离以后,性能稳定并且具有电化学活性。     

基于HKUST-1制备CuCl修饰的甲基橙吸附材料

金属有机骨架材料具有超高的比表面积和孔道结构可调节等优势,在吸附领域展现出广阔的应用前景.文中采用固相研磨的方式将CuCl引入金属有机骨架材料HKUST-1,制备得到CuCl修饰的HKUST-1,并研究其对甲基橙的吸附性能.结果表明:纯HKUST-1对甲基橙的吸附容量为281 mg·g~(-1).修饰CuCl后,材料对于甲基橙的吸附容量显著提高,当修饰量的质量百分比在10%～30%范围内,吸附容量增加到333～382 mg·g~(-1).其中,当修饰量的质量百分比为25%时,达到最高吸附量382 mg·g~(-1).吸附动力学的结果表明,吸附过程符合拟二级动力学模型,且与纯HKUST-1相比,修饰CuCl后的材料达到平衡所需的时间减少.     

多孔二氧化锰/鱼鳞衍生碳复合材料的 制备及超级电容器性能研究

利用碳化-酸洗方法将天然鱼鳞转化为多孔碳,进一步利用表面反应在碳基体上引入非晶二氧化锰,获得具有多孔结构的二氧化锰/鱼鳞衍生碳(MnO_2/FSC)复合材料.采用场发射扫描电子显微镜、氮气吸附/脱附仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱和电化学工作站等对材料的形貌、结构、成分及电化学性能进行表征.结果表明,反应时间为1.0 h时所制备的MnO_2/FSC具有最高的比容量(181 F/g,1 A/g),且持续恒流充放电700个循环后容量基本没有衰减,表现出优异的循环稳定性.     

MgH2-Na2Ti3O7微米棒复合材料的 吸氢性能及其改性机制

采用固相法合成尺寸为微米级别的钛酸钠(Na_2Ti_3O_7)催化剂,并通过球磨法与氢化镁(MgH_2)复合,以此来催化改性MgH_2的吸氢性能.等温吸氢实验表明:MgH_2-Na_2Ti_3O_7微米棒复合材料在275℃和150℃下吸收3%H_2的时间分别为10 s和15 min,甚至在低至50℃下30 min内还能吸收1%的H_2,而纯MgH_2在275℃下30 min内仅能吸收1.5%的H_2.进一步研究发现,MgH_2吸氢性能的提高归因于Na_2Ti_3O_7在MgH_2基体中的均匀分布以及在循环过程中原位生成的TiH_2.文中创新性地采用Na_2Ti_3O_7微米棒作为催化剂并将其均匀分布在MgH_2中,可为下一代高性能储氢材料的设计提供一种新思路.     

(FeCoNiMo)90Al10高熵合金的高温抗氧化性

采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等研究了(FeCoNiMo)_(90)Al_(10)高熵合金的凝固组织、相组成、力学性能以及高温抗氧化性能.结果表明:(FeCoNiMo)_(90)Al_(10)高熵合金在1 173 K分别保温25,50,75和100 h后,依然具有较高的硬度,同时表现出较优的抗氧化性能;随着保温时间增加,氧化增重曲线呈抛物线上升趋势;保温75 h后,形成了致密的Al_2O_3氧化层,合金氧化速度趋于缓慢.     

纳米B4C(BN)/环氧树脂复合材料制备及性能研究

本文采用机械辅助的表面改性工艺,对氮化硼和碳化硼进行表面修饰,将其作为中子吸收填料制备微米和纳米BN(B4C)/环氧树脂复合材料,比较了不同粒径下材料在微观形貌、机械性能、耐热性能的差异,并利用MCNP程序对纳米材料的中子屏蔽性能进行模拟.结果表明:2种纳米级的复合材料较微米级微观形貌更加平整,其中BN含量为20％的复合材料冲击强度从28 kJ/m2提升至33 kJ/m2,拉伸强度从127 MPa提升至135 MPa,B4C含量为20％的复合材料冲击强度由24kJ/m2提升至32kJ/m2,拉伸强度从124 MPa提升至128 MPa,耐热性能也都有明显提升.模拟计算结果显示,2种环氧基复合材料对热中子有着良好的屏蔽性能,1cm厚度的屏蔽板材对热中子屏蔽率接近100％.可作为一种良好的耐高温中子屏蔽材料.     

富羧基复合粘结剂对高载量硫化聚丙烯腈电极性能的影响

硫化聚丙烯腈材料作为锂硫电池体系中循环寿命较长的材料备受关注,为面向工业化应用,在高载量硫化聚丙烯腈电极设计上有很大的研究需求.设计了一种富羧基复合粘结剂,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行分析,结果表明该粘结剂对高载量硫化聚丙烯腈电极的制备有优良的改善作用,减少了极片微裂纹的产生,保证电极完整性.大于7 mg/cm2的S@PAN电极在0.1C的倍率下80次循环后仍保持89.8％的充放电比容量,进而保证了优良的循环性能.同时具有良好的倍率性能,2C倍率放电保持65.2％的优异倍率性能.     

TiNb2O7基锂离子电池负极材料研究进展

TiNb2O7基负极材料作为一种典型的插层型负极材料,不仅在循环稳定性和长寿命方面具有传统钛酸锂材料的优势,还具有更高的理论比容量,其较高的工作电势可以有效降低锂枝晶形成的可能,在锂离子电池安全方面具有独特的优势.本文比较不同结构工程设计应用的TiNb2O7基负极材料的研究现状,分析其性能和应用前景,为TiNb2O7基...     

对亚甲基苯醌类衍生物的合成研究

以2,6-二叔丁基苯酚和芳基甲醛为原料,甲苯为溶剂,哌啶为碱制备对亚甲基苯醌类衍生物,使用质谱(MS)、核磁共振光谱(~1H NMR)对所得化合物进行结构表征.通过单因素试验得出了制备此类化合物的最佳工艺条件:n(2,6-二叔丁基苯酚)∶n(苯甲醛)=1.2∶1,溶剂为甲苯,反应时间为12 h,反应温度为110℃.     

高性能铝-空气电池阳极材料的研究

介绍了三种Al-Pb-Ga系新型铝合金阳极材料.用熔铸法加工技术将铝合金制成直径为1cm2的圆柱体;用电化学方法测试了材料的电化学性能;通过SEM测试阳极溶解后铝合金表面的腐蚀状态.结果表明:3#铝合金阳极材料开路电位较纯铝低、自腐蚀速率急剧降低、电极表面腐蚀溶解均匀.新型铝合金在碱性介质中不能形成钝化膜,阳极极化明显减少.在4mol/L NaOH水溶液中以200 mA/cm2电流密度放电,新型合金阳极材料的稳定电极电位可达到-1.37 V(vs.He/HgO).研制的新型铝合金负极材料,可望开发高能量密度的铝合金电池.     

镍钴基水滑石的制备与研究

为改善二元镍钴水滑石材料电催化性能本文运用水热法以尿素为沉淀剂制备镍钴水滑石(NiCo-LDHs)、镍钴铝水滑石(NiCoAl-LDHs)和镍钴铁水滑石(NiCoFe-LDHs)三种析氧电催化剂,使用SEM、XRD对NiCo-LDHs、NiCoAl-LDHs和NiCoFe-LDHs进行了形貌和结构的表征,通过线性扫描伏安法和安培时间法研究了其电化学性能.并对二元镍钴水滑石和三元镍钴基水滑石电催化活性和稳定性进行分析对比.实验结果表明,三元镍钴基水滑石催化剂的比表面积比二元镍钴水滑石的更大,活性位点更多,且三元镍钴基水滑石电催化稳定性比二元镍钴水滑石更稳定,所以三元镍钴基水滑石电催化性能比二元镍钴水滑石要更好些,且两种三元镍钴基水滑石材料中NiCoFe-LDHs的电催化性能要优于NiCoAl-LDHs的电催化性能.     

Bi_2O_3对Ti_(0.76)Cu_(0.08)Nb_(0.16)O_2微波介质陶瓷结构与性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ti_(0.76)Cu_(0.08)Nb_(0.16)O_2(TCN),研究不同添加量Bi_2O_3对TCN陶瓷的致密化、烧结特性及介电性能的影响.结果表明:当Bi_2O_3的添加质量分数从0到4. 0%变化时,陶瓷的最佳烧成温度从975℃降低到925℃,同时TCN陶瓷的介电常数逐渐增大.在烧结致密化过程中,三叉晶界处有Bi元素富集,且在晶界处有纳米晶与非晶共存.另外,添加w(Bi_2O_3)为0. 5%的陶瓷最佳烧成温度为950℃,且具有优异的微波介电性能:εr=94. 34,Q×f=15700 GHz,τf=320×10~(-6)/℃.     

钠离子电池用石墨烯/硬碳复合材料的制备

针对硬碳材料在钠离子电池中循环、倍率性能不佳的问题,提出石墨烯包覆改性的策略。实验结果表明石墨烯的存在引入了更加丰富的孔道结构,有效地改善硬碳材料的导电性,提升电子传导效率。电化学表征结果显示石墨烯/硬碳复合材料(HCG)表现出优异的倍率以及循环稳定性：在2 A g^-1的电流密度下分别循环2000次其容量保持率分别为83.8%和24.2%。     

镧掺杂铁酸铋的合成与结构表征

采用水系溶胶凝胶法在600℃下合成了单相Bi_(1-x)La_xFeO_(3-δ)(x=0,0. 01,0. 05,0. 1,0. 15)粉体,以乙二胺四乙酸和聚丙烯酰胺为螯合剂,硝酸盐为金属离子来源,用氨水将溶液pH值调节到6,制得清澈稳定的溶胶.经干燥、凝胶化和600℃煅烧,获得了钙钛矿结构铋基氧化物材料,用热重差热分析仪分析研究了干凝胶到钙钛矿结构的温度转变,采用X射线衍射、扫描电子显微镜对合成的晶相组成和微观结构进行了表征,合成产物为单相Bi_(1-x)La_xFeO_(3-δ)粉体,是具有微米级孔径的多孔结构.水系乙二胺四乙酸和聚丙烯酰胺溶胶凝胶体系能够合成单相铋基氧化物材料.     

连接体用Co-Mn基合金与尖晶石涂层的设计及其初期热生长与导电性能研究

Mn_xCo_(3-x)O_4尖晶石具有很好的铬离子外扩散抑制性能,且通过调整组成可设计最佳的热膨胀系数与电导率,以满足铁素体连接体的应用.Co-Mn合金涂层在热生长/氧化过程中要转化为性能优异的尖晶石层,除受到涂层成分、厚度与制备方法等因素的影响,还受到热生长过程中的氧分压、温度等的影响.文中通过研究高Mn的Co-40Mn和低Mn的Co-10Mn合金,在不同温度和氧分压下初期热生长特点选择涂层成分,在相对低温(750℃)时氧化物组分受氧分压影响明显;并研究了高Mn合金Co-38Mn-2La和Co-40Mn涂层在固体氧化物燃料电池服役温度中的初期热生长特点,结果表明所生成的产物为Co_3O_4夹杂少量(Co,Mn)_3O_4尖晶石,这与相同反应条件下铸态合金存在着差异.Co-40Mn和Co-38Mn-2La氧化后涂层面比电阻遵循半导体氧化物随温度的变化规律,lg(ASR/T) vs. 10~3/T之间均满足线性关系,Co-38Mn-2La涂层面比电阻值在500～800℃时低于Co-40Mn涂层.     

抗水分散和抗渗微膨胀同步注浆材料试验研究

针对隧道具有埋深大,途经地层水压大等显著特点,采用自制同步注浆材料复合外加剂HBP和膨胀剂、钢渣复合与有机纤维防渗技术,以具有抗水分散性能的同步注浆材料配合比为基准,配制出具有一定微膨胀性和抗渗性能的水下不分散同步注浆材料。研究结果表明:该同步注浆材料的抗水分散性好(pH:7.9,28d水陆强度比:0.88)、粘稠性佳、泌水率低(﹤0.03%);抗渗性好(P6);具有一定的微膨胀性能(90d自由膨胀率分别为4.13×10-4),体积稳定性好,可提高工程质量,确保隧道的长期稳定性。     

C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr复合材料的合成与光催化性能研究

采用沉淀-光致还原法首次制备了复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr,通过SEM-EDS、XRD和UVVis对其形貌、物相结构、表面成分作了表征与分析.结果表明,含5%C@(Fe_3O_4-HNTS)的复合催化剂在紫外和可见光区域均有较强的光响应.在可见光(λ 420 nm)照射下,采用C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr做催化剂,历时20 min,水中甲基橙(MO)的降解率可达89. 72%.在反应体系中,·O_2~-和h~+是主要的活性物种,·OH是次要的活性基团. C@(Fe_3O_4-HNTS)表面的含碳物质和Fe_3O_4起了助催化剂的作用,二者的存在明显加快了MO的降解速率.复合光催化剂C@(Fe_3O_4-HNTS)-Ag/AgBr对染料具有较好的降解效果,可重复利用性好,具有潜在的应用价值.