Ni2+预嵌入MnO2正极对锌离子电池性能的影响

为了抑制水系锌离子电池正极MnO₂材料在充放电过程中发生的材料坍塌，该研究采用水热法将Ni²⁺插层到δ-MnO₂(NMC)中，并且对其进行碳包覆.制备的NMC材料微观结构发生了改变，其层间距与比表面积变大，为Zn²⁺提供了更多的活性位点；经过碳材料包覆后NMC材料的导电率得到了提高.将该材料用作水系锌离子电池正极活性材料，在0.2 A·g^-1电流密度下，电池经过100次充放电后容量保持率为90%，表现出较好的循环性能.在大电流密度下(1 A·g^-1)，经过800次循环后容量保持率仍高达80%.因此，对δ-MnO₂进行Ni²⁺掺杂并进行碳包覆，为实现水系锌离子电池的高能量密度提供了新的解决方案.     

C@MnO_2复合材料的制备及电化学性能研究

采用微孔纳米碳球为硬模板,KMn O4为锰源,制备了具有核壳结构的纳米复合材料C@MnO_2。首先以八苯基倍半硅氧烷为前驱体制得微孔含硅碳球xph-C-Si,除硅后得到微孔碳球xph-C。其次将所得微孔碳球xph-C在0.5 mol·L^(-1)KMnO4溶液中进行氧化锰壳层包覆反应,最终制得C@MnO_2复合材料。该复合材料为球形颗粒,尺寸约为200 nm左右。材料具有良好的分散性,其内部呈现出有序的微孔结构。采用三电极体系,在1 mol·L(-1)KMnO4溶液中进行氧化锰壳层包覆反应,最终制得C@MnO_2复合材料。该复合材料为球形颗粒,尺寸约为200 nm左右。材料具有良好的分散性,其内部呈现出有序的微孔结构。采用三电极体系,在1 mol·L^(-1)硫酸钠电解液中对C@MnO_2电极材料进行循环伏安测试,该材料表现出较高的比电容值,在5 m V·s(-1)硫酸钠电解液中对C@MnO_2电极材料进行循环伏安测试,该材料表现出较高的比电容值,在5 m V·s^(-1)的扫速下,C@MnO_2电极材料的电容值为286 F·g(-1)的扫速下,C@MnO_2电极材料的电容值为286 F·g^(-1)。     

多孔碳的表面改性及电化学储能研究

以孔径为80 nm的大孔有序碳材料（C80）为基体,采用98％ HNO3浸泡氧化改性,研究酸化对多孔碳成分、结构与电化学性能的影响.结果表明：经98％ HNO3氧化改性,多孔碳的孔壁发生膨化,比表面积减小,表面含氮、氧官能团含量增加,进而导致其电化学性能也大幅度地提高;在1 mol/LH2 SO4电解液中,酸化后多孔碳的比电容可达177.6 F/g（电流密度为0.1A/g）,与同一电流密度下的C80相比,比电容提高了50F/g;而以6 mol/L KOH做电解液,比电容提高了36.85 F/g.     

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。     

多孔尖晶石型锰钴氧化物的制备和催化性能

为获得高效催化还原对硝基苯酚的锰钴氧化物催化剂,以聚甲基丙烯酸甲酯为模板,采用硬模板法制备了具有三维有序大孔结构的尖晶石型锰钴氧化物(MnCo₂O₄)。运用X射线粉末衍射仪、全自动物理吸附仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度计等对催化剂的结构和形貌进行表征,并研究其对硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的催化性能。结果表明,多孔MnCo₂O₄催化剂具有立方晶相结构,其三维有序大孔孔径均一,比表面积达到65.7 m²/g;与体相MnCo₂O₄和其他贵金属催化剂相比,多孔MnCo₂O₄催化剂表现出更优异的催化活性,对硝基苯酚还原的反应速率常数可达6.59×10^-2s^-1。多孔MnCo₂O₄催化剂在5次重复利用后对硝基苯酚的转化率仍高达90%以上。     

溶液燃烧法制备Nb2O5及其快速储锂性能综合实验设计

该文设计了基于溶液燃烧法制备具有快速储锂性能的五氧化二铌(Nb₂O₅)电极的综合实验。使用XRD和SEM分析样品物相和形貌,采用恒流充放电测试研究不同晶相Nb₂O₅的电化学性质,并使用恒电流间歇滴定技术研究Li⁺扩散动力学,同时以循环伏安(cyclic voltammetry,CV)测试考察赝电容行为。结果表明：经950℃煅烧得到的H-Nb₂O₅具有最优储锂性能,在100 C的超大电流密度下可逆比容量达104 mAh/g。该综合实验设计简单,涵盖了材料的合成、结构表征和电化学测试等知识点,便于学生理解材料结构与性能的关系,同时能够提升学生的科研创新意识和综合实践能力。     

用模板法制备炭气凝胶及性能表征

以柠檬酸和聚丙烯酸作为模板剂,采用一氧化碳还原法,还原锌基复合气凝胶,制备出炭气凝胶,开发出了一种炭气凝胶制备的新技术;通过用场发射扫描电镜(FESEM)与氮气吸脱附测试对气凝胶的微观结构进行了表征,结果表明:以柠檬酸为模板剂时,气凝胶的微观结构较密实,多孔现象不明显,比表面积370 m2/g,孔径分布在4¹0 nm;以聚丙烯酸为模板剂时,孔洞分布均匀,具有典型的三维网络结构,其比表面积为1 860 m2/g,孔径分布在610 nm;以聚丙烯酸为模板剂时,孔洞分布均匀,具有典型的三维网络结构,其比表面积为1 860 m2/g,孔径分布在6⁶0 nm.     

ZnO@MoO2纳米材料的制备及其电化学性能

开发高比容量、高安全性和长循环寿命的负极材料是锂离子电池领域内的一个重要研究方向。采用水热和溶剂蒸干法成功地制备了具有不同ZnO包覆量的MoO₂纳米材料。电化学测试的结果表明：包覆层的引入有效地提升了电极材料的比容量和锂离子扩散动力学特性,并明显地降低了材料的电荷转移电阻。ZnO-MO-3样品在84、840 mA·g^-1的电流密度下的充放电比容量分别达到了723.3/754.5、588.7/592.8 mA h·g^-1。     

聚苯乙烯微球模板法石墨烯类多孔碳材料的制备及电催化性能

以乳液聚合法制备的聚苯乙烯微球为模板合成了聚苯胺/聚苯乙烯微球,以改进Hummer’s法制备的氧化石墨烯和六水合氯化镍(NiCl₂·6H₂O)制备含镍离子的氧化石墨烯;将聚苯胺/聚苯乙烯微球与含镍离子的氧化石墨烯均匀混合后,经高温碳化制备出氮掺杂三维多孔碳材料。以此材料为电极测试了硝基苯酚和葡萄糖的电催化性能,结果显示,两种物质的检出限均为10^-7 mol·L^-1。表明此电极材料可以用于对硝基苯酚和葡萄糖痕量分析。     

镧掺杂介孔二氧化锰的制备及其电化学性能的研究

利用二氧化硅KIT-6模板通过水热法合成了具有高表面积的介孔二氧化锰,并通过镧元素的掺杂作用对二氧化锰材料的性能进行改善。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮吸附比表面仪(BET)对样品进行了微观表征,并利用自制三电极体系对样品的电化学性能进行了研究。当镧掺杂10%时,掺La的二氧化锰样品放电性能最佳,比电容高达153.87 F/g,其比表面积可达148.321 m2/g,平均孔径为3.545 nm,电化学性能良好。结果表明具有介孔结构掺一定比例镧的二氧化锰有效地改善了二氧化锰正极材料的电化学性能。     

石墨烯纸/碳纳米管多孔柔性电极在超级电容器中的应用

基于石墨烯纸、碳纳米管和MnO_2制备了具有相互连通孔洞的三维自支撑结构,然后将这种三维复合结构制成了超轻且柔性的超级电容器.该结构具有良好的导电性、柔韧性和机械性能,可作为超级电容器的自支撑电极.通过恒流充放电测试,发现这一电极具有360 F/g的比电容.将该电极对称组装成超级电容器(面密度小于4 mg/cm²,厚度小于30μm),能量密度最高能达到10 Wh/kg.其良好表现可广泛应用于柔性轻质超级电容器中.     

长春市秋、冬季大气PM2.5中多环芳烃污染特征及致癌风险评价

为了解长春市秋、冬季大气PM_2.5中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的污染特征,本研究采集了2020年9至12月10份大气PM_2.5样品,采用气相色谱-质谱法分析PM_2.5中多环芳烃的浓度。结果表明,采样期间7种多环芳烃的平均浓度由大到小依次是菲(2.49 ng/m³)、荧蒽(1.51 ng/m³)、苯并[g, h,i]苝(0.96 ng/m³)、苯并[k]荧蒽(0.74 ng/m³)、苯并[a]芘(0.68 ng/m³)、茚并芘(0.66 ng/m³)、蒽(0.23 ng/m³)。3环多环芳烃占总多环芳烃含量比例较高。燃煤和机动车尾气是长春市大气PM_2.5中多环芳烃的主要来源。长春市大气PM_2.5中多环芳烃的毒性当量均没有超过国家苯并[a]芘日均限值。长春市大气PM     

废弃菌棒基活性炭的制备及吸附性能研究

以废弃的羊肚菌菌棒为原料,ZnCl_2为活化剂制备废弃菌棒活性炭.考察了废弃菌棒在不同条件下制备的活性炭的吸附性能.结果表明:在质量浸渍比为30%、炭化时间为45 min、炭化温度为500℃时制备的活性炭碘吸附值最大,为720 mg/g.通过比表面积分析仪对改性前后制备的活性炭的比表面积进行测定,改性后的活性炭比表面积大幅度提升,达到657.5 m²/g.     

CoMoO_4电极材料的制备及赝电容特性研究

本文采用水热法制备CoMoO_4作为超级电容器电极材料,研究了CoMoO_4电极材料的形貌和电化学性能.结果显示,350℃退火样品SEM图显示CoMoO_4样品为纳米棒;CoMoO_4材料在1 A·g^(-1)的电流密度下比容量为155 F·g(-1)的电流密度下比容量为155 F·g^(-1),并在渐变的电流密度下连续充放电循环1 600次后电容量衰减了9.8%.结论:CoMoO_4材料具有良好的电化学性能.     

介孔CoOx/CeO2制备及其降解染料废水探索型实验设计

以类芬顿技术为背景,设计了一项涉及环境功能材料制备、结构表征、性能测试和机理探究等内容的探索型实验。该实验合成高度有序介孔CoO_x/CeO₂复合材料,用于活化过一硫酸盐降解染料模拟废水,并采用TEM、XRD、BET和XPS技术对该催化剂进行表征,选用ESR技术对反应机理进行初步探究。结果表明,介孔CeO₂表面钴氧化物的负载极大增强了催化剂的类芬顿催化降解活性。在近中性、催化剂投加量0.6 g/L、PMS投加量0.3 g/L条件下,15%(质量百分数) CoO_x/CeO₂可以在3 min内实现对罗丹明B的完全降解。依据ESR谱图,可以初步确定SO■、·OH和¹O₂是CoO_x/CeO₂活化PMS降解RhB过程的主要活性氧物种。     

CoAl-LDH@Ti3C2TxMXene复合材料的制备及其氮氧化物气敏性能(英文)

采用简单的水热合成法,选取Ti₃C₂T_xMXene为基底材料,钴-铝层状双氢氧化物(CoAl-LDH)为气敏活性材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,制备了三维CoAl-LDH@Ti₃C₂T_xMXene(CAM)纳米片复合材料。在CAM-2复合材料中,CoAl-LDH片层均匀生长在Ti₃C₂T_xMXene纳米片上形成三维分级结构。此结构使复合材料表面形成了大量的气体扩散通道并显示了高的比表面积。CAM-2气敏传感材料在室温下对氮氧化物气体显示了良好的敏感性和快速的响应/恢复时间。CAM-2传感器对1×10^-4浓度氮氧化物气体的气敏响应值为30.5,响应/恢复时间分别为1.6 s/13.3 s及3×10^-8的响应极限。此外,CAM-2气敏传感器同时具有良好的重复性和长期稳定性。证明了CAM-2复合材料在室温下氮氧化物检测领域具有广阔的应用前景。     

含中孔和微孔的多孔炭的孔结构表征

采用低温氮气吸附法表征了由硬模板法制备的含微孔和无序中孔、由软模板法制备的含微孔和贯通中孔的偏氯乙烯聚合物(PVDC)基多孔炭的孔隙结构,计算了比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数。结果表明:氮气吸附法分析结果与电子显微镜结果一致,碳化物含一定量的微孔和中孔,含中孔和微孔多孔炭的比表面积小于PVDC直接碳化得到的微孔炭,但孔容远大于PVDC基微孔炭;使用NLDFT模型计算得到硬模板制备的多孔炭比表面积为1 669m2/g,孔容为2.07cm3/g,中孔孔径约18nm,与电镜观察结果相同。由软模板法制备的多孔炭比表面积为1 267m2/g,中孔孔径25nm,小于观察到的实际孔径,这可能由于吸附点在大孔部分较少而影响了拟合精度所致。     

石蜡油催化裂化改进实验中使用MnO2催化之风险

分析石蜡油分解实验改进原因及MnO₂的性质,论证MnO₂不能做石蜡油分解催化剂的原因,避免实验改进推广中的不必要风险。     

小龙虾壳助力制备高性能电极材料

中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系朱锡锋教授研究团队提出了"废弃生物质制备高性能超级电容器电极材料"的新方法。据介绍,这项成果基于生物模板-碱活化的方法,以小龙虾壳为辅助材料,从重质生物油中成功合成了具有超高比表面积、高孔容和适宜氧原子含量的分层多孔碳。     

聚苯乙烯吸附树脂的制备及其对VOCs的吸附性能

采用悬浮聚合法和后交联改性制备了系列聚苯乙烯吸附树脂,并研究了其对VOCs的吸附性能。研究发现超高交联树脂HCP-1和HCP-2具有较高的比表面积(1219 m²·g^-1和1157 m²·g^-1),而大孔树脂MP-1和MP-2则具有更大的孔体积(1.20 cm³·g^-1和1.53 cm³·g^-1)。静态吸脱附实验发现：大孔吸附树脂虽然具有高饱和吸附量和低脱附残余量,但是其低分压吸附量却很低;超高交联树脂在10%P⁰吸附量、饱和吸附量和脱附残余量方面展现了与商业吸附剂活性炭WS-380和分子筛385HUA相近或者比商业吸附剂更加优异的性能。动态吸脱附测试发现,各吸附材料穿透吸附量顺序为MP-1<385HUA相似文献