Li_3V_2(PO_4)_3/碳纳米纤维复合材料的制备及其电化学性能研究

通过静电纺丝的方法,制备了磷酸钒锂/碳纳米纤维复合物(LVP/CNF),经不同温度的高温热处理后,样品形貌虽然发生变化,但仍保持了有序纤维状,且纤维直径随温度升高逐渐变小.通过XRD表征发现600,700,800,900℃下得到样品的结晶度不同,在600℃时没有成相,800℃和900℃时结晶性较好.在3.0~4.3 V的电压范围下,800℃和900℃煅烧得到的LVP样品的首次放电容量为134 m Ah/g和135 m Ah/g,达到了Li_3V_2(PO_4)_3的理论容量133 m Ah/g.在高倍率充放电条件下,LVP/CNF材料仍然显示出优良的电化学性能.     

碳源对Li3V2(PO4)3/C正极材料电化学性能的影响

碳源是影响聚阴离子型锂离子电池正极材料电化学性能的关键因素之一.研究碳源对Li_3V_2(PO_4)_3正极材料晶体结构、形貌、颗粒尺寸、热解碳形态、导电性和电化学性能的影响.分别以聚丙烯腈、丹宁酸、没食子酸、葡萄糖酸内脂为碳源,通过碳热还原法制备Li_3V_2(PO_4)_3/C复合正极材料.结果表明,相比聚丙烯腈、丹宁酸,没食子酸、葡萄糖酸内脂为碳源制备的Li_3V_2(PO_4)_3/C具有更高的电化学活性和循环稳定性.在20 C的高倍率下,以葡萄糖酸内脂为碳源制备的Li_3V_2(PO_4)_3/C表现出最高的放电容量,这主要归于材料高的结晶度、导电性以及材料颗粒表面完整的包覆碳层.     

一次球磨前后柠檬酸加入量及顺序对Li_3V_2(PO_4)_3/C性能的影响

采用固相反应法制备碳包覆的磷酸钒锂材料,研究不同的柠檬酸添加量以及一次球磨前后加入顺序对磷酸钒锂性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电池测试仪、电化学工作站等测试方法对Li_3V_2(PO4)_3/C复合正极材料的晶体结构、形貌特征、电化学性能、动力学性能做了分析.结果表明:柠檬酸的添加量以及柠檬酸加入顺序对磷酸钒锂复合材料的电化学性能有明显的影响.当一次球磨之前添加柠檬酸且其量与钒的摩尔比为1时得到的磷酸钒锂复合材料具有最佳的性能,电化学性能测试显示,在电压3.0~4.3 V范围内0.5 C倍率时,放电比容量达到128 mAh·g~(-1)(理论比容量为133 mAh·g~(-1)),并且当倍率达到10 C时,放电比容量仍有105 mAh·g~(-1),甚至当倍率达到20 C时,放电比容量仍高达95 mAh·g~(-1),循环伏安法和交流阻抗分析显示出有较好的离子扩散率和较小的阻抗.     

乳酸锂兼做锂源和碳源制备高性能Li3V2(PO4)3/C复合正极材料

以乳酸锂兼做锂源和碳源,通过高温固相反应制备锂离子电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.研究一次球磨混合原料和原料预分解后的二次球磨处理对复合材料晶体结构、颗粒尺寸、颗粒分散性和电化学性能的影响.结果表明,相比一次球磨,经过二次球磨处理制备的Li3V2(PO4)3/C复合材料具有更小的颗粒尺寸和更高的颗粒分散性,...     

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的电化学性能研究

以共沉淀氢氧化物Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,研究了其恒电流充放电测试显示,在2.8~4.4V电压区间,流变相反应法合成的材料首次放电比容量高(达到170mAh/g),循环性能好.充放电循环40次后,放电比容量为145mAh/g,容量保持率达85.3%.循环伏安实验表明,材料的结构在循环过程中保持稳定.     

富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的微波合成及电化学性能研究

采用共沉淀制备前驱体,微波高温固相烧结制备富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描SEM、循环伏安(CV)、充放电性能等材料结构的表征和电化学性能测试,研究了不同烧结时间(微波3 min、5 min、7 min、15 min)对材料结构电化学性能的影响.发现较佳的合成条件所合成的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2结构是α-Na Fe O2型,为二维层状结构.在2.0~4.8 V的截止电压范围、17 m Ah·g-1的电流密度,首次放电容量为284.6 m Ah·g-1,20个循环容量的保有率为75.6%.通过微波高温烧结合成正极材料,研究了制备工艺对材料结构和电化学性能的影响,并探讨了该体系的应用前景.     

Na3V2(PO4)3/C正极材料制备与储钠性能综合实验教学设计

设计了“常温预还原-热处理法制备钠离子电池正极材料磷酸钒钠”综合性研究实验,探究了原料种类和热处理温度对Na₃V₂(PO₄)₃/C的物相、晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌及电化学性能的影响。研究表明,NH₄VO₃中的V⁵⁺更易被草酸常温还原,机械活化后所得前驱体为无定形结构,由该前驱体热处理制备的Na₃V₂(PO₄)₃/C结晶度更高,且电化学性能更优。通过优化合成温度,发现在700℃下合成的Na₃V₂(PO4₎₃/C具有最高的比容量、最优的倍率性能和最佳的循环性能。在实验中,学生通过材料制备、结构及形貌表征、电池制作与电化学性能分析等环节,能够达到强化理论知识、提高实验技能、激发创新性思维的目的。     

Na_(1+x)Al_xZr_(2-x)(PO_4)_3的水热合成及其导电性能

以NaZr2（PO4）3为基础,掺入Al,通过水热法合成出Na1＋xAlxZr2-x（PO4）3系列化合物。XRD研究表明：取代后的生成物保持着原结构。离子电导研究表明：化合物的离子电导性能得到改善。     

3DC-Ni3Si2O5(OH)4制备及其电化学性能研究

目的:合成3D C-Ni3Si2O5(OH)4电极材料,并对此合成材料的物理性质进行探究,通过电化学测试从中选出电化学性能最优的合成方法.方法:以煅烧天然芦苇叶得到的碳源(C-SiO2)结合Ni(CH3COO)2·4H2O,形成层状硅酸镍C-Ni3Si2O5(OH)4纳米颗粒作为电极材料,需要将其按照不同比例进行混合,将其编号为C-NiSi-1-5,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱和电化学测试等方法研究复此合材料的结构、形貌及超级电容性能.结果:测试结果表明,与C-SiO2结合并原位生成的层状硅酸镍具有较高的比表面积、多孔结构和出色的电化学性能.结论:编号为C-NiSi-3的电极材料在0.5 A/g电流密度下比电容为74.7 F/g,C-NiSi-3在10000次循环后具有97％ 的出色电容保持率.     

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%.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能研究

以共沉淀氢氧化物Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,研究了其恒电流充放电测试显示,在2.8～4.4 V电压区间,流变相反应法合成的材料首次放电比容量高(达到170 mAh/g),循环性能好.充放电循环40次后,放电比容量为145 mAh/g,容量保持率达85.3%.循环伏安实验表明,材料的结构在循环过程中保持稳定.     

Cs_3（HSO_4）_2（H_2PO_4）的制备及其导电性研究

采用液相沉淀法制取了Cs2（HSO4）2（H2PO4）,用XRD,IR标明其晶体结构。通过研究发现SO42-：PO43-=0.7：0.3时能够制得结晶良好的Cs3（HSO4）2（H2PO4）晶体,其电导率σ为2.52×10-3S/cm。     

活性炭负载Fe(OH)_3复合吸附剂的制备及磷吸附性能

采用溶胶-凝胶法,以秸秆活性炭、聚乙烯醇(PVA)和九水合硝酸铁为原料,成功制备了活性炭负载氢氧化铁复合吸附材料(活性炭负载(Fe(OH)_3),以XRD、SEM等表征手段对所得材料的形貌、组成及结构进行了表征。结果表明,通过溶胶-凝胶及低温煅烧,纳米级Fe(OH)_3粒子均匀分散在活性炭表面,而Fe(OH)_3的随负载量是影响复合吸附剂的重要影响因素。吸附实验结果表明,活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂对磷具有良好的去除效果,Fe(OH)_3的最佳负载量为5.6%,其最高吸附量可达5.56 mg/g。吸附等温线符合Freundlich等温吸附模式,且复合吸附剂对磷元素的吸附为优惠型吸附。     

不同形貌Ag_3PO_4/Ag/g-C_3N_4的制备及其光解水性能

表面原子结构的改变直接影响催化剂的光催化性能,通过简单的共沉淀方法来控制Ag_3PO_4晶体结构的晶面,制备出{110}晶面的十二面体结构和{111}晶面的四面体结构Ag_3PO_4,然后与g-C3N4复合获得复合光催化剂Ag_3PO_4/Ag/g-C_3N_4.利用透射电镜、扫描电镜、X射线光电子光谱、紫外-可见漫反射光谱仪、表面光电压谱仪分别对样品的晶像组成、微观形貌、吸光度,光电分离能力进行了表征.所制备的催化剂用于光分解水测试,考察了不同晶面光催化剂对光分解水的关系.研究表明:{110}晶面暴露的十二面体结构Ag_3PO_4/Ag/g-C_3N_4表现出更好的光分解水性能.     

纳米Co3O4/石墨烯复合材料制备及电化学性能研究

Co3O4纳米复合材料是钠离子电池重要的材料.本文采用溶剂热渗碳、水热的方法在清洗后的宏孔导电网络表面覆盖了一层Co3O4/纳米石墨烯复合材料.纳米Co3O4层由直径为200 nm的薄片构成.电化学测试表明,作为钠离子电池负极材料Co3O4/nanographene/MECN初始容量达到了815 mAh/g,可逆容量300 mAh/g,该结构的Co3O4纳米复合材料为下一代钠离子电池结构设计提供了新思路.     

Ag_3PO_4/Co_3O_4异质结光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用简单沉淀法制备Ag_3PO_4、Ag_3PO_4/Co_3O_4异质结光催化剂,并研究两者的比例对异质结型光催化剂性能的影响。研究发现:加入Co_3O_4不会显著增强Ag_3PO_4的光催化活性;只有当Co_3O_4与Ag_3PO_4的摩尔比为1∶5时,其光催化性能最佳。此外,活性基团实验也表明:空穴在罗丹明B的光降解过程中发挥主要作用。     

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。     

锂离子电池SiO/C复合负极材料的制备及性能研究

以正硅酸乙酯和蔗糖为原料,采用液相法制备了SiO/C复合负极材料。通过XRD、SEM以及恒流充放电测试等方法研究了煅烧温度、溶液pH值对SiO/C材料的相组成、颗粒形貌及电化学性能的影响。结果表明,煅烧温度为800℃、pH=6时制备的SiO/C负极材料具有高的可逆比容量(～500mAh/g)及优良的循环性能。这主要是由于煅烧温度为800℃时材料中无定形碳的碳化程度较高,pH=6时可形成较小的SiO核心颗粒。     

[Fe(CN)_6·(PhCH_2NC_9H_7)_4·KCl·H_2O]·5H_2O的合成、晶体结构及电化学性质

合成了一个新的离子型化合物[Fe(CN)6.(PhCH2NC9H7)4.KCl.H2O].5H2O。经红外光谱、元素分析及X-射线衍射对其结构进行了表征,并采用循环伏安法研究了它的电化学性质。化合物晶体属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数:a=11.068(7),b=11.139(7),c=14.837(9),α=76.724(8)°,β=81.499(8)°,γ=68.537(7)°,V=1652.9(17)3,Mr=1275.74,Z=1,Dc=1.282Mg.m-3,F(000)=668,吸收系数μ=0.391mm-1,最终偏离因子R1=0.0623,wR2=0.1582。化合物的基本单元是由4个(PhCH2N+C9H7)离子、一个[Fe(CN)6]4-离子、一个水合氯化钾分子及5个水分子组成。由结构分析结果可知,[Fe(CN)6]4-通过氢键相互联接,而(PhCH2N+C9H7)和[Fe(CN)6]4-离子是靠静电引力结合在一起的。