Li2.6Co0.4N材料的制备及其锂离子嵌入热力学和动力学研究

在精制氨气气氛中,以纯相氮化锂和金属钴粉为原料,制备了新型锂电池负极材料Li2.6Co0.4N。利用XRD测定了其结构;采用库仑滴定方法对其锂离子的嵌入行为进行研究。结果表明,Li2.6Co0.4N样品具有六方晶系结构,其晶胞参数为a=0.500nm,c=0.387nm;比容量为829mA·h·g-1,锂离子最大嵌入量为1.7215,室温下锂离子化学扩散系数为4.6×10-10～2.65×10-9cm2·s-1,嵌入自由能为-223.98kJ·mol-1,还获得一系列其它热力学和动力学参数。     

荧光法研究药物分子与人血清白蛋白的结合作用

本文应用荧光光谱和能量转移技术首次研究了心血管病药物盐酸地尔硫卓、盐酸川芎嗪和甘草酸三种药物分子与人血清白蛋白的结合作用。研究结果表明, 盐酸川芎嗪和盐酸地尔硫卓在溶液中与白蛋白形成缔合物, 荧光猝灭机理符合静态机制, 缔合物的稳定常数分别为: 盐酸川芎嗪Ks=1.12×10^4(mol/L)^-^1(25℃),Ks=6.95×10^3 (mol/L)^-^1(40℃); 盐酸地尔硫卓Ks=4.71×10^2(mol/L)^-^1(25℃), Ks=3.00×10^2(mol/L)^-^1(40℃)。甘草酸与白蛋白的作用符合动态猝灭机理, 动态猝灭常数为Kd=4.76×10^(mol/L)^-^1(25℃), Kd=6.19×10^2(mol/L)^-^1(40℃)。基于Forster 偶极-偶极无辐射能量转移机理确定了药物分子盐酸川芎嗪在人血清白蛋白中与第214位色氨酸残基之间的距离R=1.76nm(25℃), R=1.80nm(40℃)。     

纳米MgO掺杂改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料

将氢氧化物共沉淀法制备的(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)（OH）₂在500℃热处理5 h得到具有尖晶石结构、纳米尺寸的氧化物M₃O₄(M=Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3).将其与LiOH及不同量的纳米MgO混合均匀,并在850℃热处理24 h制备了Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_1/xMg_xO₂（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05）正极村料.随着Mg掺杂量的增大,正极材料的晶胞参数增大;少量的Mg掺杂增大了锂离子的扩散系数,而过度掺杂却使锂离子扩散系数有所降低,其中Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_0.98Mg_0.02O₂的锂离子扩散系数最大,其脱出和嵌入扩散系数分别为D_Li-dein=29.20×10^-11cm²·S^-1和D_Li-in=4.760×10^-11cm²·s^-1;其以3C倍率充放电的平均放电比容量为139.3 mAh·g^-1,比未掺杂的原粉约高9.5 mAh·g^-1;另外其循环性能也得到了大幅度改善.     

La2/3-xLi3xMoO4的合成、结构及离子导电性

首次合成了La2/3-xLi3xMoO4系列化合物,其结构为具有阳离子缺陷的四方白钨矿结构,晶胞参数a,c及c/a值随锂离子浓度的增加而减小。锂离子掺杂浓度较低时,晶格中阳离子空位较多,Li+的传输以扩散为主;随着掺杂浓度增加,载流子浓度增大,阳离子空位减小。锂离子掺杂量在0.3附近,电导率出现最大值,室温下La0.567Li0.3MoO4的电导率为6.5×10-6S·cm-1。     

液相色谱用LED诱导荧光检测器的研究

采用共聚焦光学结构,以高强度365nm UV-LED为激发光源,设计了一种新型UV-LED诱导荧光检测器。以荧光增白剂OB为样品,对该检测器进行了性能评价,基线噪声为0.052mV,漂移为0.094mV/h,检出限(S/N=3)达3.0×10-12g/mL,线性范围达3个数量级,日内和日间保留时间、峰高和峰面积的重现性(RSD)均小于1%(n=5);以黄曲霉毒素M1为分析对象,检出限(S/N=3)为1.8×10-10g/mL。测试结果说明该荧光检测器与商品化检测器性能相当,可用于环境、食品和生物等样品的痕量分析。     

LiNi0.3Co0.7O2的结构及其锂电池行为的研究

利用XRD、XPS、CV等方法研究了LiNi_0.3Co_0.7O₂的结构及其锂电池行为。结果表明:LiNi_0.3Co_0.7O₂具有六方晶系空间群结构,其晶胞参数a=0.2826nm,c=1.4130nm;其表面存在Li₂O;Li⁺在其中的化学扩散系数为1～7×10^-8cm²·s^-1;其锂电池在4.30～3.00V间放电容量可达120～140mA·h·g^-1,放电机理为Li⁺在其中进行两步嵌入反应。     

硝基苯与正十六烷二元溶液在临界区域的浊度

测量了硝基苯与正十六烷二元溶液在临界区域不同波长及温度下的浊度, 结合与关联长度、渗透压缩系数、共存曲线有关的三个指前因子(x0, ξ0, B)的比例关系: R=ξ0[B^2/(4kBTcx0)]^1^/^3(kB和Tc分别为玻尔兹曼常数与临界温度)及R的理论值(0.65-0.67), 用Ornstein-Zernike方程拟合浊度-温度-波长数据, 得到临界指数γ与ν, 在误差范围内与值一致。将γ与ν固定在理论值1.241和0.63, 求得ξ0为0.168nm(R=0.65)和0.174nm(R=0.67), x0为2.81×10^-^9m^3.J^-^1(R=0.65)和2.85×10^-^9m^3.J^-^1(R=0.67)。     

锂在非层状硫化物中的电化学嵌入反应I:锂在硫化铅中的嵌入过程

通过库伦滴定、三角波电位扫描和X射线衍射物相分析,研究了Li/PbS电池的阴极反应机理.发现在该电池放电的第一个阶段(放电深度小于1.5),阴极上发生的是锂嵌入硫化铅晶格的反应,并且锂嵌入后硫化铅的主晶格结构基本未变,锂进入了晶体的立方体间隙中心位置.测得锂嵌入硫化铅生成LiPbS的嵌入自由能为-300.48kJ.mol^-^1(25℃),锂在LiyPbS(0相似文献   

Na-Mn-O正极材料的合成及电化学性能

以Mn(CH3COO)2·4H2O为锰源, 以Na2CO3为钠源, 通过溶液-凝胶法合成干凝胶前驱体, 将前驱体在空气气氛中焙烧得到Na-Mn-O正极材料. 并用傅立叶红外光谱(FT-IR), 热重分析(TG), X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), 恒流充放电测试等对材料结构和性能进行研究. 结果表明,600 ℃焙烧的样品为结构稳定的层状锰酸钠, 属于六方层状P2结构, 空间群为P63/mmc, 通过PowderX软件计算得到其晶胞参数为a=0.284 nm, c=1.116 nm. Na-Mn-O正极材料在Li+嵌入和脱出过程中, 部分Na+从层状主晶格中脱出, 使得Li+在MnO6层间的嵌/脱阻力减小(由于Na+(0.095 nm)半径比Li+(0.076 nm)大), 电化学性能明显改善. 在充放电电流密度为25 mA·g-1, 电压在2.0-4.3 V范围时, 600 ℃焙烧的样品第二次放电容量高达176 mAh·g-1, 20次循环后, 容量保持率仍有90.9%.     

催化动力学光度法测定痕量锂

建立了测定痕量Li+的催化动力学光度法。在硼酸缓冲溶液(pH10.0)中,Li+能催化H2O2氧化苋菜红的褪色反应。在540nm波长处,所测得反应体系的吸光度的下降程度与Li+的浓度在0.1~100μg/10 mL间呈线性关系。Li+的检出限为0.3×10-10g/mL,相对标准偏差为1.5%~2.5%,回收率为97.2%~104.5%。方法可用于工业废水Li+检测。     

有序中孔纳米多晶TiO~2薄膜的Li^+嵌脱行为

以三嵌段高分子非离子表面活性剂为结构导向剂,在非水条件下,合成了具有均一孔径分布(6.5nm)、高比表面积的稳定的中孔纳米多晶TiO~2薄膜。用循环伏安与电位阶跃技术研究了薄膜的Li^+离子嵌入反应。结果表明,由非离子表面活性剂导向而成的中孔TiO~2薄膜具有较大的Li^+离子嵌入容量,伏安特性中双电层电容效应非常显著,Li^+离子在脱嵌过程中电荷传递系数在0.15～0.4之间,嵌入系数为(4.7～55)×10^-^1^2cm^2/s。这些结果显示了具有大的比表面中孔TiO~2薄膜具有不同一般Li^+离子嵌入TiO~2薄膜的电化学反应特征。     

锂在共轭双键高分子中的电化学嵌入反应3: 锂在聚萘中的电 化学嵌入反应

研究了锂在导电高聚物---聚萘中的嵌入反应。聚萘样品经650℃处理,作为锂电池的正极,组装成Li/(C~1~0H~6)~n电池。X射线衍射分析、ESR实验、X射线光电子能谱分析等一系列实验证实上述电池的正板反应是锂在聚萘中的电化学嵌入反应。通过XPS实验对嵌入聚萘的锂进行了价态分析,认为嵌进去的锂是以原子态及离子态两种状态存在,其结合能分别为55.7eV和57.4eV。采用电化学暂态测量技术研究了锂在导电高聚物---聚萘中的扩散,计算了锂在嵌合物中的离子电导率及淌度。用Hebb-Wagner直流极化法测量了嵌合物的电子电导。     

锂/聚噻吩体系的动力学模型

本文运用STM及SEM确定处理固相离子传导的基体形状为球形; 用改进的GITT方法(间隙库仑滴定法)计算了离子的扩散系数, 在10^-^1^0~10^-^1^2cm^2.s^-^1量级; 运用XPS方法证明了界面的部分电荷转移。建立了阴离子(ClO~4^-)在导电聚合物(聚噻吩)中的电化学嵌入反应的动力学表达式。将上述模型应用于ClO~4^-在聚噻吩(PT)中的嵌入反应。所得结果表明, 在脱嵌态聚噻吩的交换电流很小, 与它的半导体性质一致。同时, α+β<1, 再次证明了界面的部分电荷转移。     

六氟化铀与卤化氢气体的反应动力学研究

研究了UF6+HX(HX=HCl, HBr和HI)反应动力学, 结果显示,UF6+HX反应速率随着HCl-HBr-HI次序增加, 在室温下它们的反应速率常数分别为2.32×10^-^6, 6.43×10^-^4, 5.89×10^-^3s^-^1.Pa^-^1。UF6+HCl和UF6+HBr反应的表观活化能分别为11.29和4.18kj/mol。以上反应速率依次增加, 表出活化能依次减小的趋向与HX的键能以HCl-HBr-HI次序减小相符合。     

一种新的敏化/猝灭室温磷光: CTAB胶束中α-溴代萘敏化联乙酰的室温磷光猝灭

本文首次报道了将敏化和猝灭同时偶合在同一体系中的敏化/猝灭室温磷光新方法。体系中, CTAB胶束一方面增强α-溴代萘的室温磷光发射、α-溴代萘和联乙酰的三重态-三重态能量转移效率, 另一方面起到猝灭α-溴代萘敏化联乙酰发射的室温磷光的作用。CTAB对联乙酰的猝灭反应由三重态-三重态能量转移速率限制,求得α-溴代萘敏化联乙酰的三重态-三重态能量转移速率常数为1.76×10^9(mol.dm^-^3)^-^1s^-^1, CTAB对联乙酰的猝灭常数为7.82×10^7(mol.dm^-^3)^-^1s^-^1。详细研究了实验条件, 实现了猝灭法测定联乙酰,检测限达2.8×10^-^8mol.dm^-^3。     

青蒿素及其衍生物电化学性质的研究I. 青蒿素在汞电极上的电化学还原

青蒿素及其衍生物代表着一类新型抗疟药。青蒿素分子中过氧基与抗疟活性密切相关。本文采用多种电化学方法研究了青蒿素分子中过氧基在Hg电极上的还原, 还原电位在0.0V(vs.Ag/AgCl)附近, 电极过程为不可逆还原, 反应电子数n=2, 半波电位E1/2=0.012V, 电子转移系数α=0.66, 表观标准电极反应速率常数ks'=6.34×10^-^6cm/s, 扩散系数D=4.3×10^-^6cm^2/s。反应产物在电极表面具有吸附性, 文中提出了可能的电化学反应机理。     

trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/Fe(Ⅱ)间电子转移反应动力学及机理研究

合成了新型Co(Ⅲ)配合物trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)](ClO~4)~2, 并通过紫外可见光谱、红外光谱、元素分析和X射线单晶衍射分析进行了表征。同时分别以[Fe(CN)~6]^4^-和[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-作为还原剂, 考察了该配合物被还原的反应动力学行为。结果表明两反应体系分别按外配位界机理和内配位界机理进行电子传递。在25℃, Ⅰ=0.5mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/[Fe(CN)~6]^4^-反应体系的前驱配合物离子对形成常数Q~i~p=29mol^-^1·L, 电子转移速率常数k~e~t=2.4×10^-^4s^-^1,电子转移过程的活化焓△H^≠~e~t和活化熵△S^≠~e~t分别为1.2×10^2kJ·mol^-^1和5.0×10^2J·mol^-^1·K^-^1。在40℃, pH=8.0, Ⅰ=0.1mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~4N)]^2^+/[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-反应体系前驱双核配合物分子内电子转移速率常数为7.0×10^-^5s^-^1。最后讨论了分子轨道对称性, 两金属中心氧化还原电势差等因素对电子转移速率的影响。     

热动力学的滴定量热法研究2: 单底物酶促反应的热动力学

用滴定量热法分别建立了滴定期和停滴反应期单底物酶促反应热动力学的数学模型。根据这两种模型,可由一次实验的滴定量热曲线同时解析出单底物酶促反应的热力学参数(Δ~rH~m)和动力学参数(K~m和k~2)。用滴定量热法研究了一个经典的单底物酶促反应---过氧化氢酶催化分解过氧化氢反应的热动力学,由滴定期和停滴反应期热动力学模型解析出在298.15K和pH=7.0时该反应的米氏常数K~m分别为(5.41±0.24)×10^-^3和(5.43±0.21)×10^-^3mol.L^-^1,酶转换数k~2分别为(3.58±0.33)×10^3和(3.60±0.41)×10^3s^-^1,摩尔反应焓为(-86.75±0.88)kJ.mol^-^1,实验结果验证了上述热动力学模型的正确性。     

[Ru(bpy)2(L-Trp)]ClO4-KCl水溶液体系的电致化学发光特性研究

合成了[Ru(bpy)2(L-Trp)]ClO4, 并对其电致化学发光特性进行研究。发现在KCl溶液中, 在三角波脉冲电压作用下, 该配合物在铂电极上有电致化学发光活性。其线性动力学响应范围为5.9×10^-^9～1.2×10^-^7mol . L^-^1。当信噪比为3时, 可检测浓度为5.9×10^-^9mol . L^-^1。浓度为5.9×10^-^8mol . L^-^1时, 10次测试的相对标准偏差为5.3%。根据电化学研究的结果, 提出了该配合物的电致化学发光反应机理。     

单核、对称双核钌配合物在铂电极上的电化学行为

利用循环伏安、循环交流伏安和微分电容测定等电化学方法研究了由2,2'-联吡啶(bpy)和桥联配体1,4-二(2-咪唑并[4,5-f][1,10]邻菲咯啉)苯(DIPB)配位而成的单核钌配合物[Rul:Ru(bpy)~2(DIPB)(ClO~4)~2]和对称双核钌配合物[Ru2:(bpy)~2Ru(DIPB)Ru(bpy)~2(ClO~4)~4]在铂电极上的电化学行为。研究结果表明,在0.1mol/L高氯酸四丁基铵(TBAP)的乙腈溶液中,这两种配合物的中心钌离子在铂电极上均呈现一对氧化还原峰,而配体2,2'-联吡啶则呈现两对氧化还原峰。单核Ru1和双核Ru2所对应的各组氧化还原峰分别符合可逆的单电子和二电子传递反应过程的特征,所对应的条件电位(FormalPotential)Ru2较ru1有轻微正移。Ru1和Ru2所对应的配位阳孩子的扩散系数分别为9.93×10^-^6cm^2/s和3.50×10^-^6cm^2/s。在循环交流法和微分电容法确定的时间量程内,两中心钌离子在桥联配体间的电子传递过程较它与电极间的慢。