温度对磷酸钛介孔材料的制备及电化学性能的影响

采用溶胶凝胶模板结合煅烧的方法,合成得到磷酸钛介孔材料,研究了煅烧温度对磷酸钛介孔材料的介孔结构及其电化学性能的影响;分别采用了X-射线粉末晶体衍射技术(XRD)、低温N2吸脱附技术、高分辨透射电子显微技术(HRTEM)及元素分析等方法对样品进行了表征. 实验结果表明,高温煅烧对材料的介孔结构不利,并使材料晶体化;充放电测试结果表明,在500℃下煅烧得到的材料表现出较好的电化学性能,在150mA/g下充放电,材料首次放电容量高达94mAh/g,而650℃时的材料只有64mAh/g.     

镧掺杂对富锂锰基正极材料电化学性能的影响

高能量密度富锂锰基正极材料是非常有前景的锂离子电池正极材料,然而差的倍率性能和长循环过程中严重的电压衰减制约其商业化应用.通过少量镧对Li_(1.2)Mn_(0.75)Ni_(0.25)O_2正极材料进行了掺杂改性.电化学测试结果表明,少量的镧掺杂Li_(1.2)[Mn_(0.75)Ni_(0.25)]_(0.99)La_(0.01)O_2材料具体优秀的倍率性能,当电流密度为5 C时,Li_(1.2)[Mn_(0.75)Ni_(0.25)]_(0.99)La_(0.01)O_2电极仍然可提供185.5 mAh g^(-1)放电比容量.在0.5 C倍率循环100次后容量保持率为76.5%.此外,循环过程中电压衰减也得到了有效的缓解.电化学性能的改善与镧掺杂后减少的晶格氧释放和扩大的锂层间距密切相关.因此,镧掺杂改性是改善富锂锰基正极材料结构稳定性和电化学性能的一种非常有前途的方法.     

Pt-竹叶基多孔碳催化剂在甲醇氧化中的应用

以废弃竹叶为碳源制备了竹叶基碳材料(BBC),进一步用氟化氢溶液去除BBC中的二氧化硅后获得了多级孔碳材料(HPC)。通过BET、SEM、TEM和XPS等测试手段对样品进行了结构表征,表明HPC具有较高的比表面积和介孔微孔复合的多级孔道结构。以BBC和HPC为载体,制备了铂基碳催化剂Pt/BBC和Pt/HPC,通过电化学方法研究了其对甲醇氧化反应的催化活性和稳定性。结果表明,Pt/HPC催化剂具有较大的电化学活性面积,催化氧化甲醇的电流密度达到492.44A/g,是Pt/BBC催化剂的1.4倍,商业化Pt/XC-72催化剂的3.3倍。     

Y~(3+)掺杂Ni-Co双金属氢氧化物的制备、表征及其电化学性能

采用水热合成法,在Ni-Co层状双氢氧化物中掺杂不同浓度的钇.通过傅里叶变换红外光谱法、X射线粉末衍射法、扫描电子显微镜、比表面积和孔隙度分析仪对其结构及微观形态进行表征,电化学工作站对目标材料进行电化学性能测试.结果表明:掺杂浓度为0.03mmolY~(3+)时NiCo双金属氢氧化物效果最优,比表面积可达74.9198±0.2762 m~2·g~(-1),比电容值为380F·g~(-1),电容保持率达到了70%.说明掺杂Y~(3+)可以有效改善Ni-Co层状双氢氧化物电化学性能,可以成为良好的超级电容器储备材料.     

氟氮掺杂的有序介孔碳材料合成实验研究

采用硬模板法,使用价格低廉的间苯二酚作为炭前驱体,采用氟化铵作为氟氮来源,合成氟氮掺杂的有序介孔碳(F-N-OMC)。在1 000℃时制备的氟氮掺杂的有序介孔碳材料中,大量的氟氮原子(F原子数分数为0.35%,N为2.25%)均匀注入到高表面积的石墨化碳基体(671.3cm~2/g)和有序介孔通道内(6.2nm)。碳骨架内的氟氮原子的合成效果可以显著地极化相邻碳原子,并推动由缺陷引发的氧还原反应活性部位的形成。这将有助于氧还原反应性能的提高,因此氟氮掺杂的介孔碳材料有望成为高效的氧还原反应催化剂。     

S掺杂多孔炭材料的合成及其在超级电容器中的应用

开发了一种选择性去除原位产物,在造孔同时利用反应物中的杂原子实现对碳掺杂的方法,制备了S掺杂多孔炭材料.该材料具有粒子尺寸小、介孔/大孔比例合适、导电性和表面极性大、法拉第反应活性位点多等特点,因此具备在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有443 F·g~(-1)高的比容量,以及在20 A·g~(-1)电流密度下和比容量为284 F·g~(-1)时的良好倍率性能.     

六方LiMnBO3/C复合物的合成及电化学性能

采用流变相法方法,成功地合成了六方晶型的LiMnBO3/C复合材料.用XRD、TG、SEM等技术对材料的结构和形貌进行表征,并对其电化学性能进行了测试,结果表明：在电压范围为1.0～4.6 V,电流密度为10 mA/g的充放电条件下,煅烧温度为800℃时,合成的样品首次放电比容量达到了139 mAh/g,而煅烧温度为800℃时,合成的样品首次放电比容量只有105mAh/g.其电化学性能有了明显的改善,具有较高的可逆比容量和优良的循环性能.     

六方LiMnBO_3/C复合物的合成及电化学性能

采用流变相法方法,成功地合成了六方晶型的LiMnBO3/C复合材料。用XRD、TG、SEM等技术对材料的结构和形貌进行表征,并对其电化学性能进行了测试,结果表明:在电压范围为1.0~4.6V,电流密度为10mA/g的充放电条件下,煅烧温度为800℃时,合成的样品首次放电比容量达到了139mAh/g,而煅烧温度为800℃时,合成的样品首次放电比容量只有105mAh/g。其电化学性能有了明显的改善,具有较高的可逆比容量和优良的循环性能。     

新型锂离子正极材料Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的结构及其电化学性能

利用高温固相反应法制备了新型锂离子电池正极材料Li2Ru0.5Co0.5O3.通过X射线衍射技术和电化学性能测试对Li_2Ru_(0.5)Co_(0.5)O_3的微观结构及其电化学性能进行了表征.研究结果表明,该新材料为六方层状结构,空间群为R-3M;电化学性能测试表明,该材料具有良好的比容量和循环性能,在电压范围2.5V～4.8V内,以16mA/g的电流密度,其初始充电比容量达240mAh/g,初始放电比容量为175mAh/g,40次循环后容量保持率为78%.     

CBC@rGO复合电极材料的制备及其电化学性能

为了研发高效降解水中苯酚的电化学技术，将玉米芯生物质炭(CBC)负载于导电性能好的还原氧化石墨烯(rGO)上，制备得到高性能复合电极材料CBC@rGO。通过循环伏安测试CBC@rGO的电化学性能，通过扫描电子显微镜仪器、BET比表面积及孔径分析仪和X射线光电子能谱分析仪等表征物化性能，探讨CBC@rGO高效降解水中苯酚的影响规律；基于电化学降解实验，获得CBC@rGO对水中苯酚的最佳去除效果。结果表明：CBC@rGO的最大比电容为125.82 F/g(扫描速率为10 mV/s),与其比表面积、总孔容量及F-C-F键强度成正比；0～10 min内，CBC@rGO对苯酚的降解速率(k=0.025 81 L·mol^-1·s^-1)明显高于CBC和rGO。由此，CBC@rGO作为一种绿色高效的电极材料，可明显提高其导电能力并解决石墨烯纳米材料的团聚问题，为水中苯酚的高效去除提供了新的技术和方法。