MnO_2/NiCo_2O_4的静电自组装合成及其电化学性能

通过带负电荷的MnO2纳米片与带正电荷的Co-Ni层状双氢氧化物(LDHs)纳米片的静电自组装外加后续热处理合成了异质层状结构的MnO2/NiCo2O4复合物.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、原子吸收光谱(AAS)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安(CV)、恒流充放电和电化学交流阻抗技术对其电化学性能进行了测试.研究结果表明,该方法制得的异质复合物具有多孔层状堆垛结构,这种特殊的结构不仅增大了电解液离子的接触面积,而且还为其嵌入-脱出提供了有效途径.该复合物在1 A·g-1电流密度时,-0.6-0.45 V电位窗口内的比电容达482 F·g-1,优于纯组分MnO2和NiCo2O4的电容性能.     

钴铝双金属氢氧化物的制备及电化学性能研究

选用三种不同的结构导向剂,以硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)为钴源、硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O)为铝源,通过简单的水热法制备了钴铝双金属氢氧化物,并对制备的双金属氢氧化物的形貌结构及其电化学性能进行表征,以分析研究结构导向剂种类对所得材料形貌结构及其电化学性能的影响。结果表明：不同的结构导向剂不仅影响着双金属氢氧化物的形貌结构,而且对其电化学性能也有一定的影响,其中以氟化铵(NH₄F)为结构导向剂时合成的钴铝双金属氢氧化物具有三维花朵状结构和优异的电化学性能,在电流密度为0.5 A·g^-1下,其比电容为572.2 F·g^-1,在4.0 A·g^-1电流密度下,进行500次充放电循环后电容保持率达84.9%,说明其具有良好的循环稳定性。     

Co掺杂比例对ZnO热致变色变发射率性能的影响

利用固相烧结法制备了不同Co~(2+)掺杂比例的ZnO,研究了Co~(2+)掺杂比例对ZnO微观结构形貌,从而对变色变发射率性能的影响。结果表明,Co~(2+)掺杂会取代ZnO中部分的Zn~(2+),但不改变ZnO的六方纤锌矿结构。掺杂比例达到7.5%和10%时,会形成杂相Co_3O_4。随着掺杂比例逐渐增加,ZnO的结晶质量下降、禁带宽度减小、而晶粒形貌尺寸基本不变。Co~(2+)掺杂ZnO在室温下都呈绿色,随掺杂比例增加颜色先变深后变浅。当温度从室温升高到700℃,所有样品可变为黄褐色同时发射率逐渐提高。并且,随掺杂比例增加,颜色变化更为明显,发射率变化值增大。     

在碳纤维布上原位生长NiCo层状双氢氧化物纳米片用于高性能非对称超级电容器

通过恒电压电沉积法在不同的碳纤维基体上原位制备NiCo层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)复合材料(NiCo-LDH/碳纤维布),该方法无需粘合剂,可以有效避免由于粘合剂的加入引起的导电性降低。在NiCo-LDH的层状晶体结构中,正电荷的主体层和层间电荷补偿阴离子可以促进电极材料之间的离子扩散,从而可高效利用活性位点。得益于NiCo-LDH折叠层状结构的特点,NiCo-LDH/碳纤维布具有出色的比电容(1 A·g^-1时1387.5 F·g^-1)。此外,以NiCo-LDH/碳纤维布作为正极,涂覆在泡沫镍表面的还原氧化石墨烯(rGO/NF)作为负极,组装而成的非对称超级电容器(ASC)具有极好的电化学性能。ASC在1 A·g^-1时能量密度为26.6 Wh·kg^-1,功率密度为850.4 W·kg^-1,在最大功率密度为8500.3 W·kg^-1时能量密度仍保持有14.9 Wh·kg^-1。     

在碳纤维布上原位生长NiCo层状双氢氧化物纳米片用于高性能非对称超级电容器（英文）

通过恒电压电沉积法在不同的碳纤维基体上原位制备NiCo层状双金属氢氧化物(NiCo-LDH)复合材料(NiCo-LDH/碳纤维布),该方法无需粘合剂,可以有效避免由于粘合剂的加入引起的导电性降低。在NiCo-LDH的层状晶体结构中,正电荷的主体层和层间电荷补偿阴离子可以促进电极材料之间的离子扩散,从而可高效利用活性位点。得益于NiCo-LDH折叠层状结构的特点,NiCo-LDH/碳纤维布具有出色的比电容(1 A·g~(-1)时1 387.5 F·g~(-1))。此外,以NiCo-LDH/碳纤维布作为正极,涂覆在泡沫镍表面的还原氧化石墨烯(rGO/NF)作为负极,组装而成的非对称超级电容器(ASC)具有极好的电化学性能。ASC在1 A·g~(-1)时能量密度为26.6 Wh·kg~(-1),功率密度为850.4 W·kg~(-1),在最大功率密度为8 500.3 W·kg~(-1)时能量密度仍保持有14.9 Wh·kg~(-1)。     

CP@NiAl-LDH复合材料的制备及其超级电容器性能

通过采用简易温和的水热条件制备导电聚合物@镍铝层状双金属氢氧化物复合材料(CP@NiAl-LDH),构建电子/离子的高速传输纳米通道,利用SEM和XRD对复合材料结构形貌进行表征。电化学性能测试结果表明,导电聚合物为复合材料提供一定的赝电容,促进电荷的快速转移,使CP@NiAl-LDH的电容性能得以显著提升。PPy@LDH具有最好的电容性能,在1 A·g~(-1)的电流密度下,其比容量高达3 010.3 F·g~(-1),当电流密度升高到20 A·g~(-1)时,其比电容保持率为73.1%,表现出优异的倍率性能;同时,在10 A·g~(-1)的电流密度下10 000次充放电循环后仍具有88.8%的比容量保持率,具有优异的循环稳定性。这主要归功于NiAl-LDH与导电聚合物之间的协同增强效应。     

氮川三甲撑膦酸(NTMP)螯合滴定铜

本文计算了cu~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)及Mn~(2+)与氮川三甲撑膦酸(NTMP)螯合物的表观稳定常数,发现Cu~(2+)-NTMP螯合物在pH5.3—9.1、Zn~(2+)—NTMP螯合物在pH5.8—9.7及Co~(2+)-NTMP螯合物在pH6.4—10.9,其表观稳定常数logK_(ML)>8,理论和实验都表明,NTMP螯合滴定Cu~(2+)的选择性比EDTA或NTA都好。在pH5.3,用铬天青S作指示剂,NTMP螯合滴定10毫克Cu~(2+)时,能允许Ni~(2+)(40),Mn~(2+)(30),Cd~(2+)和Pb~(2+)(25)、Co~(2+)(2.5)、Bi~(3+)(8)以及用NH_4F掩蔽时,允许Sn~(4+)(30)、Al~(3+)(5.4)、Fe~(3+)(2.1)、Ti~(4+)(4.0)及Zn~(2+)(4.0)及Zn~(2+)(0.33)(括号内为毫克数)等离子存在。拟订的方法用于一些铜合金中铜的测定,操作简便、结果满意。     

Al3+离子掺杂δ-MnO2的制备和电化学性能

采用水热法合成了不同比例Al³⁺离子掺杂的δ-MnO₂纳米粉体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电(GCD)曲线等手段对材料的结构和电化学性能进行了表征.结果表明, Al³⁺离子进入δ-MnO₂的晶格替代部分Mn³⁺和Mn⁴⁺离子,使得δ-MnO₂电极的性能明显提升.当反应物中Al³⁺/Mn²⁺摩尔比为0.45时,所得样品(A0.45M)的性能最好;其在1 A/g电流密度下的比电容为207.61 F/g,是纯相δ-MnO₂(A0M)的2.4倍;其在10 A/g电流密度下循环10000次后的比电容为100.81 F/g,容量保持率为81.33%.     

Co~(2+)/Dy~(3+)掺杂纳米立方Fe_3O_4的热还原制备及磁靶向滞留性能

采用热还原沉淀法制备了一系列Co~(2+)/Dy~(3+)掺杂的纳米立方MxFe3-xO4磁性颗粒.利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和振动样品磁强计研究了不同含量掺杂离子对MxFe3-xO4晶体结构、形貌及磁性的影响.研究发现,掺杂未改变母体的对称性,但母体形貌逐渐从立方体向球体过渡;Co~(2+)和Dy~(3+)的掺杂对于铁氧体磁学性质的影响明显不同,当Co~(2+)实际掺杂量为0.44和Dy~(3+)实际掺杂量为0.05时,MxFe3-xO4立方磁性粒子的饱和磁化强度(Ms)达到最大值,分别为76.65和70.21 A·m2·kg-1.与超顺磁性Fe_3O_4球体相比,高磁性掺杂Fe_3O_4立方体在体外模拟磁流体磁靶向定位实验中显示出较高的滞留率.     

荧光粉Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相烧结法成功制备了Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)(x=0. 02～0. 22)荧光粉,利用XRD和SEM等对荧光粉进行了结构和形貌表征。在激发波长为393 nm的条件下,发射峰(596、621、657和706 nm)与Eu~(3+)的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)电子跃迁相对应,其中621 nm最强发射峰由Eu~(3+)离子5D0→7F2电偶极跃迁造成。文章还研究了Eu~(3+)掺杂浓度对Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度随着Eu3+掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势,Eu~(3+)最佳掺杂量为0. 16。     

胶体离子超级电容器的比容量评价

胶体离子超级电容器作为一种新型的超级电容器,其同时具有能量密度和功率密度高的独特优势。 目前已经发展了包括多种过渡金属阳离子和稀土阳离子,例如Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Sn²⁺、Sn⁴⁺、La³⁺、Ce³⁺、Er³⁺和Yb³⁺的胶体离子超级电容器体系。 在电化学反应中,识别出电活性物质的存在形式对研究电极反应机理和提高比容量具有重要价值。 本文主要通过对电活性物质比容量的探讨,理解这种新型胶体离子超级电容器的电化学储能机理。 评述了胶体离子超级电容器的比容量核算方式,提出了以阳离子为标准核算比容量的原因,并与传统超级电容器的核算方式进行了比较,表明胶体离子超级电容器在提高能量密度方面具有潜在优势,有望突破现有电化学储能设备的技术瓶颈,实现下一代高能量储能器件的开发。     

石墨烯/钴镍双氢氧化物复合材料的制备及其超电容特性

采用氧化石墨(GO)还原法制备石墨烯(GNS),以氨水为沉淀剂,在石墨烯存在的情况下,通过Co²⁺和Ni²⁺化学共沉积的方法合成了石墨烯/钴镍双氢氧化物复合电极材料,采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、比表面积测试(BET)等技术手段表征了产物的组成、结构和形貌,用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对复合材料的电化学性能进行了研究。 研究发现,石墨烯纳米片均匀分散在钴镍双氢氧化物中,改善了钴镍双氢氧化物的传导性和结构稳定性。 电化学测试表明,在1 A/g的电流密度下,复合材料比电容高达2770 F/g,且循环500次后,比电容仍能保持93.4%,呈示该复合材料具有优异的电化学性能。     

示波极谱滴定的研究(ⅩⅠⅩ)——利用氨羧络合剂自身的切口示波极谱络合滴定法

本文提出利用氨羧络合剂自身的切口来指示滴定终点,对那些示波图上无切口或者切口迟顿难以直接滴定的金属进行直接滴定,为CO、Ni、Mn、Ca、Mg、Sr及稀土离子的简便滴定方法.     

金属离子在冠醚化合物为载体的液膜体系中传输的研究

液膜分离是近年才发展起来的一种新分离技术^[1]。早在1968年Tosteson^[2]就已观察到冠醚化合物在人造膜中对K⁺、Na⁺离子的选择性与天然大环化合物在细胞膜中的作用具有共同之处。Cussler^[3]曾测定了DB-18-C-6为载体的液膜中一些金属离子的传输通量。Lamb^[4]比较了以DB-18-C-6、DT-18-C-6及DKP-18-C-6为载体的氯仿液膜中Pb²⁺/Na⁺、Pb²⁺/Ca²⁺、Pb²⁺/Fe³⁺、Pb²⁺/Zn²⁺的选择比。     

Thermoelectric properties of perovskites: Sign change of the Seebeck coefficient and high temperature properties

The possibility to change the Seebeck coefficient sign has been evidenced in the LaCoO₃ perovskites. A small hole doping (Co³⁺/Co⁴⁺) will result in a large positive Seebeck coefficient, while a small electron doping (Co²⁺/Co³⁺) will give a large negative Seebeck coefficient at room temperature. This mechanism is shown to be efficient as well in 1D Ca₃Co₂O₆ deriving from hexagonal perovskites. By doping Ca₃Co₂O₆ with Ti⁴⁺, a mixed valency Co²⁺/Co³⁺ is introduced and the thermopower turns negative.

At high temperature, the Seebeck coefficients of LaCoO₃ and related compounds decrease to small values due to the spin state transition. The values converge towards a positive value, close to +20 μV/K at 800 K. This suggests that at high T, the Seebeck coefficients in the case of localized charges do not depend on the doping, but only on the spin and orbital degeneracies. On the other hand, in the case of metallic-like samples as electron-doped manganites, the properties can be described up to high T in terms of a single-band metal. Due to the linear variation of S as a function of T and the almost constant value of ρ, the ratio S²/ρ which is crucial for high temperature applications increases.     

Co3(HCOO)6@rGO 作为锂离子电池负极材料的研究

MOFs材料作为一类新型的锂离子电池电极材料而受到广泛关注和研究. 作者通过溶液扩散法将Co₃(HCOO)₆原位负载在 rGO（还原氧化石墨烯）上制备出Co₃(HCOO)₆@rGO复合材料. 将Co₃(HCOO)₆@rGO作为锂离子电池负极材料,以500 mA·g^-1的电流密度恒电流充放电循环 100 周后,仍然保持有 926 mAh·g^-1 的比容量,亦表现出很好的倍率性能. 循环伏安和X-射线光电子能谱测试表明,Co₃(HCOO)₆@rGO材料上的Co²⁺和甲酸根在充放电过程中均发生可逆的电化学反应. 对比同样采用溶液扩散法合成的 Co₃(HCOO)₆ 的测试结果发现,rGO起到活化甲酸根的电化学反应的作用,同时也改善了Co₃(HCOO)₆的倍率性能. 将MOFs材料与rGO复合为优化 MOFs 材料的电池性能提供了一个新思路.     

Density functional studies of the reactivity in the C–F bond activation of fluoromethane by bare lanthanum monocation

The potential energy surface and reaction mechanism corresponding to the reaction of lanthanum monocation with fluoromethane, which represents a prototype of the activation of C–F bond in fluorohydrocarbons by bare lanthanide cations, have been investigated for the first time by using density functional theory. A direct fluorine abstraction mechanism was revealed, namely after coordination of CH₃F to La⁺, electron transfer from La⁺ to the fluorine takes place, which favours the homolytic cleavage of the C–F bond to form LaF⁺ species and methyl radical. The related thermochemistry data involved in reaction of La⁺+CH₃F were determined, which can act as a guide for further experimental researches. The electron-transfer reactivity of the reaction was analyzed by using a state correlation diagram, in which a strongly avoided crossing behaviour on the transition state region was shown. The calculated state split energy between the ground and excited state on the transition state is 18.01 kcal mol⁻¹. The reaction of La⁺ with CH₃F was concluded to process in the adiabatic potential surface. The present results support the reaction mechanism inferred early from experimental data.     

Study on the controllable synthesis of SH-MCM-41 mesoporous materials and their adsorption properties of the La3+, Gd3+ and Yb3+

SH-MCM-41 was examined in adsorption and desorption experiments to investigate the adsorption capacities of La³⁺, Gd³⁺ and Yb³⁺ and the reusability.     

第四周期过渡金属钼磷三元杂多化合物的氧化还原性质研究

研究了Keggin结构钼磷杂多化合物Na₅[PM(H₂O)Mo₁₁O₃₉]·nH₂O(M=Mn²⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺在溶液中的氧化还原性质,发现环境的改变可对杂多阴离子的极谱半波电位产生影响,其影响程度的大小决定于过渡金属离子本身的性质。取代后的钼磷杂多阴离子的半波电位顺序为Ni²⁺>Co²⁺>Zn²⁺>Cu²⁺>Mn²⁺,pH值的变化影响氧化还原性质,并阐述了变价金属Cu²⁺对杂多阴离子氧化还原性质的影响.     

一种新型的碳复合钼掺杂的钒氧化物纳米线钠离子电池正极材料

近年来,由于锂资源逐渐紧缺而导致其成本增加,锂离子电池发展受到了限制. 作为一个有潜力的替代者,有着相似电化学机制且成本较低的钠离子电池则发展迅速. 但由于钠离子与锂离子相较有着更大半径,在钠离子脱嵌过程中,对大多数电极材料的晶体结构破坏严重. 因此,开发新型电极材料对钠离子电池的进一步发展尤为重要. 其中,层状钒氧化物作为正极材料被广泛研究. 在这项工作中,作者基于钒氧化物,引入钼元素并与碳复合,首次设计合成了一种新型的碳复合钼掺杂的钒氧化物纳米线电极材料,并获得了优良的电化学性能（在50 mA•g^-1的电流密度下,最高放电比容量达135.9 mAh•g^-1,并在循环75次后仍有82.6mAh•g^-1的可逆容量,容量保持率高达71.8%;在1000mA•g^-1的高电流密度下循环并回到50mA•g^-1后,可逆放电比容量仍能回复至111.5mAh•g^-1）. 本工作的研究结果证明,这种具有超大层间距的新型碳复合钼掺杂的钒氧化物纳米线是一种非常有潜力的储钠材料,并且我们的工作为钠离子电池的进一步发展提供了一定的理论基础.