MoO_3/γ-AI_2O_3,MoO_3/TiO_2, MoO_3/SiO_2的氨溶性质及表面状态的研究

本文用浸渍法制备了不同含量的MoO_3/γ-Al_2O_3、MoO_3/TiO_2、MoO_3/SiO_2系列样品,用氨溶、水溶,XPS、XRD等实验手段对这三个体系进行了研究。氨溶实验表明MoO_3在γ-Al_2O_3和TiO_2表面呈单层分散,其分散阈值(即最大分散量)与XPS强度比法,XRD相定量法所测结果基本一致。这二个体系氨溶曲线在阈值前斜率分别为0.71和0.66,说明分散在γ-Al_2O_3或TiO_2上的单层MoO_3分为氨水可溶和不可溶二种状态,这二种状态以确定的比例共存于阀值前的整个浓度区间。这一现象也为氮溶前后样品XPS强度比的比值所证实。实验还表明MoO_3/γ-Al_2O_3样品的氨溶残渣经脱水加热可产生大量可溶的MoO_3,随着烘烤温度的提高,时间的延长,新生成的可溶MoO_3分率趋近样品氨溶前的可溶分率。我们认为分散在γ-Al_2O_3或TiO_2上的单层MoO_3分为二种结构状态,一种是Mo~(6+)处在氧八面体空隙中,另一种则处在氧四面体空隙中。二种状态相互邻接,共用O~(2-)离子,以特定连结方式(类似于γ-氧化铝Mo_4O_(11)形成“单层聚集小片”。这样的小片是热力学稳定态。由于二种结构状态与载体的相互作用强弱不同而造成了氨水可溶或不可溶二种状态。MoO_3/SiO_2体系,对氨溶而言,只有一种状态,分散在SiO_2上的MoO_3几乎全部溶解。由此可见,MoO_3与SiO_2表面的作用比上述二个体系弱得多。     

MoO3/γ-AI2O3, MoO3/TiO2, MoO3/SiO2的氨溶性质及表面状态的研究

本文用浸渍法制备了不同含量的MoO_3/γ-Al_2O_3、MoO_3/TiO_2、MoO_3/SiO_2系列样品, 用氨溶、水溶, XPS、XRD等实验手段对这三个体系进行了研究。氨溶实验表明MoO_3在γ-Al_2O_3和TiO_2表面呈单层分散, 其分散阈值(即最大分散量)与XPS强度比法, XRD相定量法所测结果基本一致。这二个体系氨溶曲线在阈值前斜率分别为0.71和0.66, 说明分散在γ-Al_2O_3或TiO_2上的单层MoO_3分为氨水可溶和不可溶二种状态, 这二种状态以确定的比例共存于阀值前的整个浓度区间。这一现象也为氮溶前后样品XPS强度比的比值所证实。实验还表明MoO_3/γ-Al_2O_3样品的氨溶残渣经脱水加热可产生大量可溶的MoO_3, 随着烘烤温度的提高, 时间的延长, 新生成的可溶MoO_3分率趋近样品氨溶前的可溶分率。我们认为分散在γ-Al_2O_3或TiO_2上的单层MoO_3分为二种结构状态, 一种是Mo~(6+)处在氧八面体空隙中, 另一种则处在氧四面体空隙中。二种状态相互邻接, 共用O~(2-)离子, 以特定连结方式(类似于γ-氧化铝Mo_4O_(11)形成“单层聚集小片”。这样的小片是热力学稳定态。由于二种结构状态与载体的相互作用强弱不同而造成了氨水可溶或不可溶二种状态。MoO_3/SiO_2体系, 对氨溶而言, 只有一种状态, 分散在SiO_2上的MoO_3几乎全部溶解。由此可见, MoO_3与SiO_2表面的作用比上述二个体系弱得多。     

甘油对丝素蛋白膜水溶性和结构的影响

探讨了甘油的加入对丝素蛋白溶解过程的结晶结构及结晶度的影响. 以甘油为添加剂用流延法于室温制备一系列丝素共混膜, 测试了其含水率、溶失率及结构和机械性能. 结果表明, 随着甘油加入量的增加, 丝素蛋白的溶失率逐渐降低; 当甘油/丝素质量分数超过10%时, 共混膜呈现水不溶性. 当甘油加入量较少时, 丝素蛋白呈现少量的Silk Ⅱ结晶, 而Silk Ⅰ结构不明显. 随着甘油含量的不断增加, Silk Ⅰ结晶逐渐增加而Silk Ⅱ结晶逐渐减少. 当甘油加入量达到不溶点(10%)时, 丝素蛋白主要转变为Silk Ⅰ结晶, 而几乎没有Silk Ⅱ结晶. 甘油的加入可使共混膜的柔韧性显著提高, 并促使丝素蛋白结晶度提高以及促使丝素蛋白向Silk Ⅰ结晶转变, 从而降低丝素蛋白膜的水溶性.     

真空蒸馏-滴定法测定水玻璃旧砂中乙酸盐的含量

正水玻璃砂在造型、硬化及浇铸过程中,都不会释放出有刺激性或有害物质,因此它是清洁和无公害的铸造砂[1]。水玻璃旧砂中残留氧化钠量越高,水玻璃旧砂再生越困难,回用性越差,大量废弃旧砂会造成环境的"碱性污染"[2]。残留氧化钠大致可以区分为不溶(5%~10%)、可溶(30%~40%)和易溶(50%~65%)等3部分,其中可溶部分以乙酸钠或碳酸钠状态分散在废水玻璃膜中[3]。乙酸钠是强电     

铅炭电池负极炭材料的作用机制研究进展

传统铅酸电池主要应用于汽车及各种内燃机的起动和无线通信基站,但其在部分荷电态下负极易硫酸盐化而失效,降低了电池的受充能力及循环寿命. 铅炭电池是将高比表面、高导电的炭材料掺入铅负极的新型铅酸电池,具有优异的高倍率充放电性能及较高的部分荷电态下的循环寿命,在储能与混合动力车方面有很好的应用前景. 近年来国内外竞相开展了炭材料作用机制的研究,本文从构建导电网络、增加双电层电容储能、改善孔洞结构以及提高电化学反应动力等方面对炭材料在铅炭电池上的作用机制进行阐述,并结合作者课题组在铅炭电池领域的研发工作进行展望.     

老山汉墓土遗址盐分调查与分布规律探索

老山汉墓土遗址中可溶-微溶盐导致遗址表面酥碱、起甲、泛白和块状脱落等病害较为严重.利用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及离子色谱(IC)等方法测定了老山汉墓遗址不同取样位置及距遗址表面不同深度处可溶盐的成分及含量,并分析了盐分对遗址破坏的可能机制.结果表明,该遗址的主要有可溶盐有Na2SO4、Na2SO4·10H2O、Na Cl、Na12Mg7(SO4)13·15H2O,微溶盐有Ca SO4、Ca SO4·2H2O,此外还含有少量的Ca Cl2、KNO3、KCl、Mg Cl2、K2SO4、Mg SO4等盐分.随着取样深度增加,各盐分的种类及含量有所减少,此分布规律可能与可溶盐的赋存环境及水分运移有关.试验结果对于老山汉墓土遗址的保护措施具有一定的参考价值.     

三门峡虢季墓遗址盐害分析与调查

针对三门峡虢季墓遗址部分区域存在起甲、泛白、疱疹等由可溶盐引起的病害,在其遗址不同部位取样进行土遗址本体含盐分析.取样区域包括虢季墓、梁姬墓和近代墓遗址.采用X射线荧光光谱(XRF)和离子色谱(IC)分析所取样品的可溶盐成分、含量及可溶盐成盐元素在土遗址中的成盐规律.采用电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析样品的物相组成及盐分状态,扫描电子显微镜/能谱(SEM/EDS)进一步考察含盐土质的颗粒组成、微观形貌等.结果表明:虢季墓取样区域所含盐分主要为Na_2SO_4、CaCO_3和少量的其他盐分如CaCl_2、KNO_3和NaCl等.靠近地面部位所取样品盐分含量高于其他部位,盐害表现更为明显.梁姬墓取样区域总盐分含量略高于虢季墓与近代墓,硝酸盐含量较高.而近代墓遗址可溶盐盐分含量略低,盐害不明显.在不同取样点可溶盐含量有所差异,但在邻近区域,其成盐具有一定规律性,这一点对于遗址基体中盐害的深入研究与防治具有重要意义.     

分枝杆菌石蜡油发酵液中的支链脂肪酸

作者从上海土壤中分离到一株以石蜡油为碳源的分枝杆菌Mycobacteium sp. A-3,并从该菌石蜡油发酵液中分离到石油醚可溶酸和石油醚不溶酸. 石油醚可溶酸主要为饱和脂肪酸, 石油醚不溶酸主要为3,5,7-三羟基取代的十五、十六、十七烷酸的混合物.本文报道两个支链饱和脂肪酸的结构鉴定, 它们是2s, 4s-二甲基庚酸和2s, 4s, 6s-三甲基壬酸.     

碳包覆对磷酸铁锂高温循环性能的影响机理

制备了碳包覆完整和不完整的2种磷酸铁锂,用以研究碳包覆对使用广泛的磷酸铁锂/石墨电池体系高温循环性能的影响机理。X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、粉末电阻率和扣式电池等测试表明2种物料的晶体结构、颗粒尺寸、克容量等性能相近,仅碳包覆完整度差异大。将2种物料组装成磷酸铁锂/石墨软包电芯并在60 ℃高温下进行1C充放电循环测试,结果表明完整的碳包覆可使其在1 250次循环后的容量保持率由80.4%提升至84.9%。在此基础上,我们成功定量极化容量和热力学容量的改善幅度,可知二者占比分别为76%和24%,这说明碳包覆的主要影响机制是为磷酸铁锂正极提供完整的导电网络,进而降低极化损失。铁溶出测试结果表明,碳包覆的直接抑制作用并不明显,其主要作用可能是通过降低电芯中的水含量从而间接抑制铁溶出,并减少部分热力学容量损失。     

含水的凝胶电解质电化学特性及其在锂水电池中的初试

应用交流阻抗谱研究以聚甲基丙烯酸＿聚甲基丙烯酸锂＿甘油(GPE)作为锂水电池正极的体系,根据等效电路计算,发现升高温度和增加水含量均可提高体系的电导率.该体系导电过程类似于聚合物浓溶液,水分能降低聚合物的玻璃化温度,电解过程相当于电解水,分解电压1.50V.使用GPE组装室温全固态锂水电池,测定了该电池在恒负载(5.2kΩ)下放电曲线,发现当以石墨正极作集电极时,该电池能持续放电2h.使放电电压和放电电流下降的因素是:锂与GPE内水分反应生成的膜逐渐增厚,正极反应生成氢气,GPE内水份的扩散速率.     

锌多面体微球制备及其在碱性锌锰电池中的应用

应用加热蒸发高纯锌粉气相传输法,制备锌多面体微球.产物的结构和形貌经XRD、SEM等测试表征,结果表明与该产物为结晶度较好的直径2~3μm的多面体微球.分别以所制锌微球或市售熔融锌作负极,γ-MnO2纳米线为正极,组装AA型碱性锌锰电池.电化学测试表明以锌微球为负极的碱性锌锰电池能显著提高其放电性能,100 mA下的放电容量达到3.14 Ah,显示出它在高能化学电源领域的应用前景.     

Plasma synthesized nano-aluminum powders

The plasma electro-condensation process was used to synthesize nano-sized aluminum powders. Adding different chemicals modified the physical and chemical properties of these powders. To characterize the nano-sized powders, X-ray diffraction, TEM, BET analyses, and simultaneous TG/DSC analyses were performed. TG/DSC analyses revealed a dramatic degradation of the aluminum oxide layer after storage of the aluminum powder in air for a period of several months. The burning rate of the model solid propellant with nano-sized aluminum was experimentally examined. The combustion behavior of nano-sized aluminum will be presented and will be compared with the combustion behavior of the micron-sized powders.     

Failure Prediction Modeling of Lithium Ion Battery toward Distributed Parameter Estimation

Lithium ion battery has typical character of distributed parameter system, and can be described precisely by partial differential equations and multi-physics theory because lithium ion battery is a complicated electrochemical energy storage system. A novel failure prediction modeling method of lithium ion battery based on distributed parameter estimation and single particle model is proposed in this work. Lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery is an unmeasurable distributed variable. Failure prediction system can estimate lithium ion concentration online, track the failure residual which is the difference between the estimated value and the ideal value. The precaution signal will be triggered when the failure residual is beyond the predefined failure precaution threshold, and the failure countdown prediction module will be activated. The remaining time of the severe failure threshold can be estimated by the failure countdown prediction module according to the changing rate of the failure residual. A simulation example verifies that lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery can be estimated exactly and effectively by the failure prediction model. The precaution signal can be triggered reliably, and the remaining time of the severe failure can be forecasted accurately by the failure countdown prediction module.     

A Li-ion oxygen battery with Li-Si alloy anode prepared by a mechanical method

Li-O₂ battery is the leading next-generation battery system, which is known for its extremely high theoretic specific energy. However, the Li metal used in Li-O₂ batteries suffers from low Li utilization and safety hazards. In this work, as an alternative to Li anode, Li₂₁Si₅ powders, which are synthesized by an easy mechanical process, are incorporated into a Li-ion oxygen battery. The electrochemical property of the prepared battery and its cycling stability are investigated. Without electrochemical prelithiation, the pursuit of Li-Si alloy anodes in this study provides an easy and scalable strategy for preparing Li-ion oxygen batteries.     

Synthesis of dispersed silicon, titanium, and zirconium dioxides by pyrolysis of cellulose inorganic composites

The method of the synthesis of dispersed powders of silicon, titanium, and zirconium dioxides was developed, including formation of cellulose inorganic composites by impregnation of pressed granules of powdered cellulose with solutions of tetraethoxysilane and tetrabutoxy zirconium, hydrolysis of the organometallic constituent of the composite, pyrolysis of the cellulose matrix of the composite, and burning of its carbon constituent.     

Preparation of Al/Ni Reactive Multilayer Foils and its Application in Thermal Battery

The conventional heating materials of thermal battery have the disadvantages of low combustion rate and less heat release, so it is necessary to develop new heating materials. Al/Ni Reactive Multilayer Foils (RMFs) is an ideal heat source due to its high heat release, fast burning speed and no gas generated during combustion. Al/Ni RMFs were prepared by magnetron sputtering, and the heat transfer process of thermal battery using Al/Ni RMFs as heating material was simulated by the COMSOL MULTIPHYSICS simulation. The Al/Ni RMFs combustion reaction mechanism with different Al/Ni ratios was proposed according to DSC and XRD results. The effects of Al/Ni atomic ratio of RMFs on the melting time of electrolyte were investigated, and the temperature distribution during the activation was obtained, indicating the rapid activation process of the thermal battery.     

热电池铁粉加热药燃烧产物特性

SEM(scanning electron microscope)、TEM(transmission electron microscope)形貌观察及XRD(x-raydiffraction)物相、EDX(energy dispersive X-ray detector)能谱分析表明,热电池用铁粉加热药经燃烧后其物相主要成分为Fe、FeO和KCl,并形成一层200 nm厚FeO壳层,该壳层包覆着未反应的Fe核.经导电类型鉴别确定室温下该材料具有以空穴导电为主的P型半导体导电特性.电导率103S.cm-1,比800 K时Fe的电导率低5个数量级.该材料虽具半导体导电特性,但并不增加热电池内阻.     

生物质燃烧碳烟的物化特性及生成机理研究

以棉花秸秆和木屑为研究对象,设定不同的燃烧工况,在管式炉中进行燃烧并采集碳烟物质,采用TEM、EDS、GC-MS等检测方法对生物质燃烧过程中生成碳烟的物化特性进行研究,并根据检测结果对碳烟生成机理进行分析和推测。检测及分析结果表明,碳烟颗粒典型形貌有胶囊状、球状、链状、网状等。燃烧工况影响燃烧过程使碳烟颗粒表现出不同的微观形貌。碳烟生长过程中伴随着颗粒的碰撞和凝并,形成形貌复杂的链状或网状颗粒聚团。生物质燃烧中碳烟主要由纤维素热裂解生成,成分包括糠醛类、酚类、醛类、呋喃、烷烃、烯烃等含碳化合物。推测碳烟生成机理为,在生物质燃烧过程中,纤维素发生化学键的断裂与重排,生成CO、CO₂和残炭分子碎片等,而残余碳基再通过重整、脱水、碳化、断键等反应生成各种醛类、酮类等产物,醛类、酮类化合物之间通过缩聚、环化反应生成苯环结构,再进一步转化为苯酚、甲苯等化合物。     

锌酸钙负极材料的水热法制备及其性能研究

采用水热法,合成了锌酸钙电极材料,制备成电极并组装成模拟锌镍电池．采用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重分析、粒度分析、红外光谱以及模拟电池的充放电等方法,对制备出的样品进行了表征．结果表明该方法制备的锌酸钙具有不规则的晶形、较小的粒径和较少的结晶水．模拟锌镍电池的充放电实验表明该样品材料具有良好的电极材料性能：以该锌酸钙为负极活性物质的模拟锌镍电池具有较低的充电电压、较高的放电平台和优良的循环性能．     

LiAl0.03Mn1.97O4的流变相辅助微波合成以及电化学性能

采用一种特殊微波合成法，流变相辅助微波合成法，制备了结晶度好、纯度高的尖晶石相的锂离子电池正极材料LiAl0.03Mn1.97O4。对其进行了XRD分析和SEM研究，并就结构、形貌与传统固相法制备的LiMn2O4、LiAl0.03Mn1.97O4进行了比较。采用这种流变相辅助微波合成法制备的LiAl0.03Mn1.97O4具有优良的电化学性能，电化学性能测试表明，这种材料具有比较高的首次放电容量（115mAh／g）以及良好的可逆性、优异的循环性能，25次循环结束比容量几乎不变，保持在115mAh／g左右，衰减性得到很好的改善。