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.     

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   

改性UiO-66的合成及其对La(Ⅲ)的吸附性能

用溶剂热合成法制备金属有机框架材料UiO-66及其衍生物UiO-66-NH₂、UiO-66-COOH,比较三种材料对La(Ⅲ)的吸附性能.结果表明,在温度25℃,La(Ⅲ)初始浓度100 mg·L^-1,pH=5.0条件下,最大吸附容量分别为UiO-66-COOH(23.5 mg·g^-1)>UiO-66(2.0 mg·g^-1)>UiO-66-NH₂(1.9 mg·g^-1).UiO-66-COOH对La(Ⅲ)的吸附动力学模型拟合结果符合Evolich动力学曲线,吸附过程符合Redlich-Peterson等温线模型,表明UiO-66-COOH对水中La(Ⅲ)的吸附为单层形式.Zeta电位和XPS分析结果表明UiO-66-COOH吸附La(Ⅲ)的机理以静电吸引为主,还包含离子交换作用.循环实验表明,UiO-66-COOH具有较好的稳定性,循环3次吸附效率仍高于60%.     

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.     

水热合成Fe2O3/石墨烯纳米复合材料及其电化学性能研究

利用水热法成功合成了Fe2O3/石墨烯(RGO)锂离子电池负极材料.导电性能良好的石墨烯网络起到连接导电性能极差的Fe2O3和集流体的作用.电化学性能测试表明,180℃下得到的Fe2O3/RGO具有良好的比容量和循环稳定性.在不同倍率充放电过程中,初始放电比容量为1023.6mAh/g(电流密度为40mA/g),电流密度增加到800mA/g时,放电比容量维持在406.6mAh/g,大于石墨的理论放电比容量～372mAh/g.在其他较高的电流密度下比容量均保持基本不变.该Fe2O3/RGO有望成为高容量、低成本、低毒性的新一代锂离子电池负极材料.     

Fe/Ni掺杂ZIF-67的制备及其电催化析氧性能研究

采用简单的浸渍方法制备了Fe²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺掺杂的ZIF-67。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱等手段对掺杂后的ZIF-67进行结构、形貌和元素组成表征。电催化测试表明,Fe³⁺掺杂的ZIF-67具有最佳的析氧活性,达到10 mA·cm^-2和100 mA·cm^-2的电流密度所需的过电势分别为336 mV和417 mV,Tafel斜率为67.9 mV·dec^-1,并且表现出较好的催化稳定性。     

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)。     

两种微塑料对1-羟基芘吸附动力学对比及其机理分析

微塑料(MPs)具有吸附和迁移水环境中有机污染物的潜力.通过对比聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)MPs对1-羟基芘(MOHP)的吸附特性,结合SEM、显微拉曼等表征手段,探讨MOHP与MPs的吸附机理.结果表明：PVC对MOHP的吸附能力最高,为0.107 1μg·g^-1,PS为0.076 5μg·g^-1;MOHP在PVC和PS微塑料上为二阶吸附动力学模型,拟合系数R²分别0.997 6、0.956 6;比表面积、卤素键作用对微塑料吸附OHPAHs的吸附能力影响较大.该研究有助于加深对微塑料与OHPAHs相互作用的认识.     

微米花状NiFe-LDH的制备及其析氧性能研究

以层状双金属氢氧化物为基础,采用简单的水热合成法制备一系列二元NiFe-LDH催化剂。利用XRD、SEM和极化曲线等测试了系列催化剂的晶体结构、形貌和析氧活性。相比于单一的Ni(OH)₂催化剂,优化制备的NiFe-LDH-1具有最佳的OER活性,达到10 mA·cm^-2和100 mA·cm^-2的电流密度时,NiFe-LDH-1所需的过电位为218 mV和264 mV,Tafel斜率为36.3 mV·dec^-1,同时该催化剂拥有优异的催化稳定性。     

废旧锂离子电池正极材料磷酸钒锂的回收利用

以正极材料为磷酸钒锂的废旧锂离子电池为原料,探索废旧锂离子电池的正极材料磷酸钒锂在有机酸草酸中的最佳溶解条件,采用溶胶-凝胶法回收制备可利用的、新的磷酸钒锂正极材料.结果表明当草酸浓度为1.00 mol·L-1,料液比为40⁴5 g·L-1,80℃下搅拌1545 g·L-1,80℃下搅拌15²0 min溶解性最优.用溶胶-凝胶法回收制备的磷酸钒锂表现出优异的充放电性能.     

载铁颗粒活性炭的制备及其表征

本文以废活性炭为原料,氧化铁为添加剂,通过高温煅烧的方法制备载铁颗粒活性炭（IOCGAC）。结果表明,IOCGAC制备的最佳工艺参数为:煅烧终温为900℃,升温速率为6℃·min^-1,m(氧化铁)/m（废活性炭）为4∶6,恒温时间为0.5 h,所得产品的比表面积达630.5m²·g^-1,收率为50.9%。对其进行SEM,IR,XRD表征分析,结果表明活性炭的表面负载了一层致密的铁氧化物,且主要以α-     

葡萄糖为碳源包覆碳对LiFePO4性能的影响

当前锂离子电池的的普遍应用,使人们对锂离子电池的正极材料非常关注,而磷酸亚铁锂作为正极材料有很多优点如无毒性,对环境友好,原材料来源丰富,比容量高,循环性能好等,但电子导电率较低和锂离子迁移速率较低的缺点,成为其商业化的难题之一。以葡萄糖为C源对材料进行掺杂及包覆,用XRD、恒流充放电研究了材料的结构和电化学性能。结果表明包覆后的材料的橄榄石型晶体结构不会变化,并且电化学性能有明显的提高。     

梭形Fe-MOFs的制备及电催化氧化葡萄糖的性质研究

电催化葡萄糖氧化反应(GOR),由于其相对较低的热力学势和自然界中生物质丰富的葡萄糖来源,是各种电催化氧化反应中有前途的替代电催化水分解中的阳极氧化反应。然而,开发高活性、低成本的GOR电催化剂仍是一个难题。本文合成了高催化活性、低成本、具有梭形结构的Fe-MOFs电催化剂,即MIL-88A(Fe),将其应用于电催化GOR反应中,具有高效的催化效率。实验表明,所制得的梭形Fe-MOFs电催化剂在1.0 mol·L^-1 KOH电解质溶液中,进行电催化水分解阳极氧化反应需要约1.60 V的电位,才能提供100 mA·cm^-2的电流密度。然而,在含有0.05 mol·L^-1葡萄糖和1.0 mol·L^-1 KOH的混合电解质中,只需要约1.54 V的电位,即可达到100 mA·cm^-2的电流密度。由此可见,Fe-MOFs电催化剂在含有葡萄糖的KOH混合溶液中的催化GOR活性比在KOH溶液中的OER电催化活性更强,并且通过计时电位测试发现所得催化剂具有良好的耐受性,稳定性显著。梭形Fe-...     

玉米芯/膨润土基复合高吸水性树脂的制备及降解研究

以玉米芯、膨润土为原料,采用水溶液聚合的方法制备了玉米芯/聚(丙烯酸—丙烯酰胺)高吸水性树脂。最优条件下,该复合树脂有较高的吸水性和强的耐盐性,在蒸馏水和0.9%盐溶液中的吸水率分别为526.3 g·g^-1和152.5 g·g^-1,除吸水速率较为缓慢外,树脂的多次重复吸水率有较大改善。用土壤掩埋法和菌类生长法对树脂的降解性进行了研究,结果表明,土壤中埋置60 d后,吸水性树脂降解率为43%,而通过菌类降解60 d后,降解率则为52%。     

异质层状材料MoO3和膨胀石墨共球磨制备及其储锂性能研究

将两个典型的二维材料MoO3和膨胀石墨(EG)共球磨处理,一步实现两者的剥离和复合得到少层MoO3薄片与碳纳米片均匀杂化的结构.研究了球磨珠子的直径对球磨切向力和冲击力,进而对剥离效率的影响.结果表明:2 mm的球磨珠产生的球磨切向力和冲击力能产生最理想的协同效应.在此条件下得到的产物中,MoO3薄片层数少、尺寸小且在碳层上分布均匀,而碳层的厚度基本小于10层.因此,该杂化材料结构稳定且能提供更多的锂离子储存位点,表现出了高的倍率性能(1000 mA·g-1电流密度下比容量为817 mAh·g-1)和循环稳定性(200 mA·g-1电流密度下,循环70圈,容量保持为810 mAh·g-1).     

层状聚苯胺/氧化钒复合材料的可控制备及其储锂性能研究

V2O5被认为是一种有潜力成为商业锂离子电池电极的材料.本文合成了一种原位聚苯胺(PANI)插层V2O5复合材料以增强锂离子在材料中的脱/嵌能力.该复合材料V-O层的层间距显著增大(13.34?),为Li+的快速扩散提供了通道.同时,PANI本身的高导电性,提高了V2O5/PANI复合材料的电子电导率,V2O5/PANI复合材料的储锂性能也得到改善.在1 A·g-1的电流密度下循环450圈,V2O5/PANI的比容量达到760.1 mAh·g-1.此外,该复合材料展现出高赝电容行为,具有较好的高倍率性能,在10 A·g-1的高电流密度下循环1600圈,依旧有261.0 mAh·g-1可逆比容量.     

包覆和掺杂对锂离子电池石墨负极材料的影响

从石墨改性的本质出发,综述了锂离子电池石墨负极材料的改性方法:表面包覆法和掺杂其它元素等.通过改性处理,可有效降低石墨的比表面积,从而大幅度提高石墨负极材料的首次可逆容量和库仑效率,改善电池的循环性能.     

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%.     

MnO/碳纳米纤维复合结构的制备及其储锂性能研究

MnO负极材料由于其比容量高、资源丰富、成本低而备受关注.然而,在脱锂/嵌锂过程中,体积变化大(170%)仍然是MnO材料面临的严重问题,导致其倍率性能差,容量衰减快.在碳纳米纤维(CNF)网络中生长均匀的MnO晶体,CNF的束缚作用可以有效地减小MnO在循环过程中的体积变化.本文设计并合成了CNF/MnO柔性锂离子电池电极,碳纳米纤维在锂离子脱出/嵌入过程中发挥导电通道的作用,并且弹性束缚MnO纳米颗粒.当电流密度为0.2 A·g~(-1)和1 A·g~(-1)时,CNF/MnO作为无粘合剂的负极,在第100次循环后比容量分别保持在983.8 mAh·g~(-1)和600 mAh·g~(-1),远高于纯MnO和纯CNF负极.该工作为高可逆锂储存装置中具有潜在应用价值的CNF/MnO新型柔性无粘合剂负极提供了一种简便且可扩展的合成方法.     

铈掺杂锰酸锂正极材料的制备及其对锂离子电池性能的影响

为了提高锰酸锂正极材料性能，设计了铈(Ce)掺杂的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃作为锂离子电池正极材料，研究了不同掺杂量(x=0,0.5%,1%,1.5%)的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃正极材料对锂离子电池性能的影响.结果表明：掺杂Ce不影响Li₂MnO₃的晶体类型和宏观形貌，可以增加Li₂MnO₃的反应活性，提高锂离子扩散系数.用Ce掺杂高容量的层状Li₂MnO₃作为锂离子电池的正极材料，当掺杂量x=0.5%时，首次充电容量最高，达到69.4 mAh/g，且稳定循环50圈.