MnO_2纳米粒子的制备及其超电容性质研究

本文采用化学共沉淀法制备了MnO_2。通过XRD、BET、SEM、TEM及HRTEM等表征手段研究MnO_2的形貌及结构,结果显示制备的MnO_2由纳米粒子组成,且具有较大的比表面积(124.7 m~2·g~(-1))。将制得的MnO_2应用于超级电容器时,电化学测试结果表明,在电流密度为0.3 A·g~(-1)时,MnO_2的比电容达到194.7 F·g-1,同时有着优秀的倍率特性。循环稳定性测试表明MnO_2在电流密度2 A·g~(-1)的条件下,恒流充放电(GCD)1000次后的电容保持率达到102.7%,显示了MnO_2具有优异的电化学性能。     

IrO_2改性钛网对固体聚合物电解质电解器集电极层电化学性能的影响

采用亚当斯熔融法(Adams fusion method)在钛网上包覆Ir O2催化剂,并将其用作固体聚合物电解质(SPE)电解器的阳极集电极,发现其可以显著降低电解过电位.通过X射线多晶衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析发现,包裹在钛网上的Ir O2催化剂晶粒为2.0~3.0 nm,结晶度良好;交流阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)分析结果表明,改性的钛网集电极层可增加三相反应活性点,使三相反应通道由催化层延伸到集电极层,活性催化剂表面积增大,从而大幅度降低了活化阻抗,电解性能获得提升.通过对不同Ir O2催化剂负载量改性的钛网进行研究发现,随着钛网负载Ir O2量的增加,在相同电流密度下,极化曲线的过电位先减小后增加,当Ir O2负载量为1.38%(质量分数)时,电解池的过电位最低,在1 A/cm2电流密度下,过电位为2.028 V.     

在乙二醇甲醚溶液中合成NiTiO_3超细粉末

在无隔膜电解槽中,加入0.035mol/L（Bu4N）Br的乙二醇甲醚溶液,保持电解温度40℃、电流密度30mA/cm2时,先电解钛片6h,再电解镍片3h,制得镍、钛醇盐配合物,电流效率为95.1%。采用红外、拉曼光谱对其进行了表征。结果表明,前驱体结构为NiTi（OCH2CH2OCH3）6,可以有效克服团聚现象。水解...     

电解四甲基碳酸氢铵制备四甲基氢氧化铵

以四甲基碳酸氢铵为原料,钛基二氧化钌为阳极,不锈钢为阴极,在H型电解槽中恒电流密度电解合成四甲基氢氧化铵,主要考察了合成工艺中离子交换膜种类、原料浓度、电解温度和电流密度对电流效率的影响。研究结果表明,当采用旭化成F4403D为阳离子交换膜,在四甲基碳酸氢铵浓度为1.41mol·L-1,电解液温度40℃～60℃,电流密度792A.m-2的条件下,电流效率可达83.5%。     

电流密度对Ti/β-PbO_2-WC复合电极材料在电解锌液中耐蚀性影响研究

本论文为了研究钛基β-Pb O_2-WC复合惰性阳极材料在电解锌液中的腐蚀行为,采用了电化学交流阻抗谱(EIS)测量技术和Tafel曲线分析技术,并结合电极的表面形貌分析,考察了不同电沉积电流密度对所制备复合电极在电解锌液中的耐蚀性的影响。结果表明:低电流密度时,Pb O_2的沉积速度慢,不能完全包覆WC微粒并共沉积,镀层太薄耐腐蚀性能低;高电流密度时,镀层较厚但析氧副反应加剧影响镀层质量导致其耐蚀性受影响;电流密度为25m A·cm~(-2)时,复合电极具有较小的自腐蚀电流密度i_(corr)和较大的极化电阻R_p、较大的腐蚀反应活化能E_a、较大的电荷转移电阻R_t以及较大的镀层电阻R_d,对应于该条件制得的电极有最好的耐蚀性能。     

NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼铈的研究

用Ce作为模拟金属,开展了NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼提纯金属Ce的研究,为乏燃料干法后处理提纯U, Pu等金属提供了研究基础。研究了CeCl3浓度、电解温度和阴极电流密度对电解精炼Ce的收率和电流效率的影响,得到优化的工艺条件为:CeCl3浓度为20%~25%,电解精炼温度为900~950℃,阴极电流密度为0.35~0.45 A·cm^-2,得到了成型致密的金属铈锭,产品的收率大于70%。杂质元素Al, Fe, Cu, Cr,Mn的含量均有大幅度的下降,尤其是Fe的去除效果明显从1300×10^-6降低为200×10^-6。     

生物膜电极法降解水中2-萘酚的影响因素

以2-萘酚为目标污染物,在对比电化学法和微生物法降解效果的基础上,研究了隔膜式电解体系中基体材料性质、电解池隔膜种类、温度和电流密度对生物膜电极法降解2-萘酚作用效率的影响.结果表明,生物膜电极法相比传统的电化学法和微生物法对2-萘酚类污染物的去除有一定优势,其作用效果与微生物生长状态有直接关系.以碳毡为基体的生物膜电极降解效果起始阶段优于钛网基生物膜电极,但一段时间后钛网基生物膜电极降解性能更稳定.阴离子交换隔膜电解池体系对2-萘酚的降解效果优于阳离子交换隔膜电解池体系,35℃条件下0.5 mA/cm²电流密度是最佳作用条件.     

大肠杆菌在直流电场刺激作用下的生长机理研究

以钛网电极和铂网电极对培养瓶中大肠杆菌生长过程进行加电刺激,考察其在直流电场作用下的生长情况,并结合盐桥、循环伏安扫描、恒电流等技术对电场作用机理进行研究。结果表明,在电流密度为0.2275mA/cm2时,直流电场能有效促进大肠杆菌的生长,且随着电流密度的增大,菌体的生长速度逐步加快;当使用盐桥屏蔽电极反应产物时,单纯的离子电流对细胞的生长没有显著影响,水的阴极电解产物是促进微生物生长的主要因素。通过对析氢活性不同的铂网电极与钛网电极加相同电流密度0.0455mA/cm2的电场后,起促进生长作用的主要是阴极电解产物吸附氢和氢气,其中对摇瓶培养的细菌氢气的促进作用显著。     

富锂层状正极材料Li_2Mn_(1-x)Ti_xO_3的合成及电化学性能

应用简单的高温固相烧结法合成了Ti掺杂改性的Li_2MnO_3材料。电子扫描显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱分析表明Ti元素取代Mn离子掺入到Li_2MnO_3晶格中,且掺杂能有效地抑制一次颗粒的团聚。电化学阻抗和恒流充放电测试结果表明,在2.0~4.6 V的电压窗口下,掺杂改性的样品Li_2Mn_(0.97)Ti_(0.03)O_3的首圈放电比容量达到209 m Ah·g~(-1),库仑效率为99.5%,循环40圈后容量保持率为94%;当电流密度增大到400 m A·g~(-1)时,掺杂改性的样品仍然可以放出120 m Ah·g~(-1)比容量,远高于同等电流密度下未掺杂的Li_2MnO_3原粉的比容量(52 m Ah·g~(-1))。Ti掺杂可有效地改善Li_2MnO_3的循环稳定性和倍率性能,有利于促进该材料的商业化应用。     

Al_2O_3包覆对Na_(0.44)MnO_2正极材料高温储钠性能的改善

Na_(0.44)MnO_2具有特殊的三维隧道结构和良好的化学稳定性,是一种理想的钠离子电池正极材料。本文研究了Na_(0.44)MnO_2正极材料的高温电化学性能,采用液相法对Na_(0.44)MnO_2正极材料进行Al_2O_3包覆改性,并通过电化学、形貌分析、结构分析、化学成分表征等方法研究Al_2O_3包覆的改性机制。结果表明:Al_2O_3包覆层有效地隔离了Na_(0.44)MnO_2与电解液的直接接触,缓解了高温下锰的溶解,从而维持了稳定的电极/溶液界面结构。Na_(0.44)MnO_2@Al_2O_3在55°C下的电化学性能相比未包覆Na_(0.44)MnO_2有显著提升:循环100次后容量保持率达79.2%,远高于未包覆的66.5%;在10C (1C=120 mAh·g~(-1))的大电流密度下放电比容量达到63.6 mAh·g~(-1),而未包覆的仅有12.3 mAh·g~(-1)。     

利用胶体碳球为模板制备SiO2、TiO2、SnO2空心球

介观尺度的氧化物空心球材料在许多领域都有着潜在的应用价值[1],因此近年来受到人们的广泛关注。其制备方法包括:模板法[2],声化学法[3],水热法[4]等。其中胶体粒子模板合成是制备氧化物空心球材料的一条最为有效的途径。常见的胶体粒子有金、银、CdS的纳米粒子,介观尺度的SiO     

电解二氧化锰的改性研究

应用液相表面处理法在电解二氧化锰表面包覆一层化学二氧化锰与铋的氧化物,形成EMD/CMD-Bi复合物.X射线衍射分析和扫描电镜显示,改性后的二氧化锰仍然保持EMD的γ-MnO2晶型,表面明显包覆了一层絮状物质,表面孔状结构增多.电化学测试表明,以改性后的二氧化锰作电极,其CV扫描第2电子还原峰电流约增大了1.5倍,电极放电容量和倍率性能显著提高,在截止电压为-0.8V(vs.HgO/Hg电极)和电流密度分别为30.8mA/g和102.7mA/g条件下,放电容量较改性前的各提高了40.8%和78.3%.     

ⅡB族元素氧化物与γ-Al2O3相互作用的XRD研究

The interaction between γ-Al_2O_3 and the oxides of Zinc, Cadium and Mercury have been studied by x-ray diffraetion(XRD). Samples of ZnO/γ-Al_2O_3, CdO/γ-Al_2O_3 and HgO/γ-Al_2O_3 were prepared by impregnating γ-Al_2O_3 with the corresponding nitrate solutions, then drying and ealeinating. It has been shown that CdO and HgO can be dispersed on γ-Al_2O_3 surface to form submonolayers. Their dispersion capaeieies derived from Fig.2 and Fig.3 are 0.48g CdO/g γ-Al_2O_3 and 0.16g HgO/g γ-Al_2O_3, or 0.20g CdO/100m~2 and 0.067g HgO/100m~2 surface of γ-Al_2O_3 (specific surface of γ-Al_2O_3 is 240m~2/g). On the other hand, ZnO/γ-Al_2O_3 system can not be in a monolayer dispersion state, because ZnO can react with γ-Al_2O_3 to form Zinc spinel at rather low temperature (200 ℃). The difference between these three systems may be attributed to their different ion radius.     

稀土氧化物作为酯化反应催化剂的改进

我们曾对14个稀土氧化物作为高沸点醇、酸的多相酯化反应催化剂进行过探索,本文报导采用高温分解稀土与1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5(HPMBP)配合物的方法可增大稀土氧化物的比表面,使其酯化催化活性有所提高。     

几种方法制备的H3PW12O40/SiO2催化剂的结构和催化性能

 针对H3PW12O40(HPW)的比表面积小和不易回收利用等缺点,分别采用浸渍法、溶胶-凝胶法和以离子液体为模板剂的溶胶-凝胶法制备了HPW/SiO2催化剂,采用傅里叶变换红外光谱、 X射线衍射、 N2物理吸附和吸附氨的程序升温脱附等技术对催化剂样品进行了表征,并考察了其对苯硝化反应的催化性能. 结果表明,所制备的催化剂样品都保持了HPW原有的Keggin结构. 浸渍法制备的催化剂的比表面积(475.2 m2/g)较小,使用4次后硝基苯的收率由82.4%下降到70.7%; 溶胶-凝胶法制备的催化剂的比表面积(498.6 m2/g)居中,使用4次后硝基苯的收率由85.1%下降到79.6%; 以［emim］BF4离子液体为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂含有介孔结构,比表面积(558.5 m2/g)最高,使用4次后硝基苯的收率由84.7%下降到79.9%. 不同方法制备的HPW/SiO2催化剂具有较高的催化苯硝化反应活性和较好的稳定性.     

Metal–organic framework derived hierarchical porous TiO_2 nanopills as a super stable anode for Na-ion batteries

Hierarchical porous TiO_2 nanopills were synthesized using a titanium metal-organic framework MIL-125(Ti) as precursor. The as-synthesized TiO_2 nanopills owned a large specific surface area of 102 m~2/g and unique porous structure. Furthermore, the obtained TiO_2 nanopills were applied as anode materials for Na-ion batteries for the first time. The as-synthesized TiO_2 nanopills achieved a high discharge capacity of 196.4 m Ah/g at a current density of 0.1 A/g. A discharge capacity of 115.9 m Ah/g was obtained at a high current density of 0.5 A/g and the capacity retention was remained as high as 90% even after 3000 cycles. The excellent electrochemical performance can be attributed to its unique hierarchical porous feature.     

WO3/钛铝胶体系的表面结构

WO_3/钛铝胶系列样品通过浸渍法制备. XRD 和XPS 测定结果表明WO_3单层分散在钛铝胶表面, 分散阈值为0.22 g WO_3/(100 m~2). 假定WO_3在钛铝胶表面按照密置单层模型分散, 其计算值为0.198 g WO_3/(100 m~2). 表明测定值与理论模型的计算值相接近. LRS测定表明: 当WO_3的载量低于0.082 g WO_3/(100 m~2钛铝胶)时, 只有四而体配位的钨存在; 当WO_3的载量超过0.082 g WO_3/(100 m~2钛铝胶)时, 钨主要以八面体配位存在. 同时, LRS的实验结果也表明, 550 ℃焙烧的WO_3/钛铝胶样品没有Al_2(WO_4)_3生成. 对高温焙烧条件下, Al_2(WO_4)_3的生成也进行了研究.     

水分散体系中AgBr比表面的测定及晶体习性的确定

The surface area and crystal hibit of an AgBr dispersion were determined by a in situ method. In this method, the difference of the absorption spectra of an cationic cyanine dye Ⅰ in adsorption and solution state was used for the measurement of AgBr surface area. It was 17.1 m~2/g AgBr. And the crystal habit was determined hased upon the absorption spectra of an other two cyanine dyes (Ⅱ and Ⅲ) in adsorption state. It showed a cubic crystal.     

基于稀土材料催化化学发光法检测乙腈气体传感器的研究

基于稀土粉体材料Y2O3催化乙腈气体在其表面发生氧化反应而产生化学发光现象,研制了一种基于化学发光原理检测乙腈的气体传感器。研究结果表明,该传感器具有较高灵敏度和较强的选择性。在温度175℃,波长490 nm条件下,其催化化学发光强度与乙腈浓度在一定范围内呈良好的线性关系,线性范围为2.9~290.0 mg/m3(r=0.9955);检出限为1 mg/m3。该传感器操作简便、性能稳定,实现了对乙腈气体的实时在线检测。     

分子动力学模拟纳米尺寸限制体系下氩溶液中I2的振动能量弛豫

利用平衡态分子动力学方法(EMD)模拟了纳米尺寸限制球壳内I2在Ar溶液中的振动能量转移. 计算并讨论了I2振动能量弛豫时间T1随球壳半径、溶剂密度的变化规律. 通过分子间相互作用分析, 在原子、分子水平上, 揭示了随着球壳半径的减小, T1呈逐渐增大趋势的原因. 结果表明, 球壳的几何限制效应和表面作用对受限溶液密度分布的影响较大, 从而导致溶质振动弛豫的显著变化. 此外, 非限制体系模拟显示, 非平衡态分子动力学(NEMD)方法可以得到与平衡态分子动力学方法较一致的振动能量弛豫时间T1.