钾掺杂对钒酸钠纳米片储钠性能的影响

通过水热-热处理方法首次制备了K⁺离子掺杂的钒酸钠（Na₅V₁₂O₃₂）正极材料,对样品进行了TEM、XRD和XPS表征,详细研究了钾掺杂量对样品的结构和储钠性能的影响规律.TEM照片显示,合成的材料具有纳米片形貌.XRD/XPS谱图分析表明,K⁺离子掺杂在钒酸钠晶体的层间.恒流充放电测结果显示,当1 mol Na₅V₁₂O₃₂掺杂0.118 mol K⁺离子时,得到的Na₅K_0.118V₁₂O₃₂样品具有最佳的电化学性能：在1.5~4.0 V范围内,经过几次活化后,其于0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C和10C倍率下的最大放电容量分别为169、160、148、132、98和69 mAh·g^-1;3C循环1000次后容量保持率为93.0%.研究结果表明,层间掺杂的K⁺离子不仅扩大了Na₅V₁₂O₃₂晶体的层间距,而且稳定了晶体的结构,从而显著改善了Na₅V₁₂O₃₂材料的倍率性能和循环性能.研究结果证明,适量K⁺离子掺杂的Na₅K_0.118V₁₂O₃₂纳米片有望发展为一种新型钠离子电池正极材料.     

Na2Ti3O7纳米片原位制备与钠离子电池负极材料应用

报道了Na₂Ti₃O₇纳米片的原位生长和钠离子电池负极材料的应用。通过简单的腐蚀市售的钛片制备出相互连接的微纳结构的Na₂Ti₃O₇纳米片。此外,腐蚀后的钛片在不用添加导电剂或粘结剂的情况下,可以直接作为电极材料使用。这种电极材料表现出优越的电化学性能,在50 mA·g^–1的电流密度下具有175 mAh·g^–1的可逆容量,在2000 mA·g^–1的电流密度下循环3000周后,其容量仍保持120 mAh·g^–1,容量保持率为96.5%。Na₂Ti₃O₇纳米片电极的优越电化学性能归因于二维结构具有较短的离子/电子扩散路径以及无粘结剂结构能有效的增加电极的电子传导能力。结果表明,这种微纳结构能够有效地克服Na₂Ti₃O₇作为电极材料离子/电子导电性差的缺点。因此,这种无粘结剂结构的Na₂Ti₃O₇纳米片负极材料是一种很有潜力的钠离子负极材料。     

硫酸盐功能电解液增强水系钠离子电池NaTi2(PO4)3/C负极材料电化学性能的研究

水系钠离子电池具有钠资源丰富、成本低廉、安全可靠、维护简单等特点,在可再生能源规模储存领域具有重要应用前景。NASICON型NaTi₂(PO₄)₃具有可逆容量高、工作电位低、离子传输快等优点,是目前最受关注的水系钠离子电池负极材料。但是,该材料在传统的水系电解液中结构不稳定,循环性能不足。本论文通过调控Na₂SO₄浓度和引入MgSO₄添加剂,构建了一种新型硫酸盐功能电解液(2 mol·L^-1 Na₂SO₄ + 0.3 mol·L^-1 MgSO₄)。该电解液能够显著增强NaTi₂(PO₄)₃/C材料在充放电循环过程中的结构稳定性,从而提高其电化学可逆性和稳定性。电化学测试表明,NaTi₂(PO₄)₃/C基于该电解液在100 mA·g^-1条件下的可逆容量为93.4 mAh·g^-1,循环100次后容量保持率高达96.5%;基于该电解液构建的Na₂Ni[Fe(CN)₆]|NaTi₂(PO₄)₃/C电池可以稳定循环500次以上。本论文结合XRD、XPS等技术讨论分析了该电解液的功能作用机制,其研究结果为设计低成本高性能水系钠离子电池提供了新思路和实验基础。     

锂离子电池正极材料Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2的合成及电化学性能研究

以LiOH•H₂O, Ni₂O₃, Co₃O₄和MnO₂为原料, 经过机械活化后在空气气氛下经高温烧结, 合成了锂离子电池正极材料Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征. 结果表明, 900 ℃下烧结10 h后可获得晶粒细小均匀的层状Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂材料, 并具有良好的电化学性能, 在室温下以60 mA/g的电流充放电, 首次放电比容量可达到248.2 mAh/g, 循环50次后放电比容量为239.4 mAh/g, 容量保持率为96.45％. 测试了该材料的高低温循环性能.     

铜钱状二硫化钒的制备及储钠性能研究

钠离子电池因地壳中丰富的钠资源以及金属钠与金属锂之间具有相似的物化性质等特点,成为后锂时代电池的候选者之一,然而较大的钠离子半径影响了其体系的动力学性能及离子迁移速率,因此寻找合适的电极材料成为其发展的关键.二硫化钒作为过渡金属硫属化合物,具有类石墨烯的层状结构,为钠离子的储存提供了足够的空间,同时其出色的导电性能也为其作为高性能钠离子电池的电极材料提供了保证.利用水热法与超声剥离法,可控制备出三种堆叠密度不同的铜钱状二硫化钒（VS₂-Long、VS₂-Middle、VS₂-Short）,并将其用于储钠性能研究.结果表明,堆叠程度最低的VS₂-Short因其形貌结构特点而拥有较多的活性位点及较高结构稳定性,在100 mA·g^－1的电流密度下,循环300圈后容量高达410 mAh·g^－1;电流密度为2000 mA·g^－1,可逆容量仍高达333 mAh·g^－1.此外,还研究了二硫化钒作为钠离子电池电极材料的储能机制,通过非原位X射线粉末衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）观测发现：放电过程中,电压在2.5～1.0 V发生嵌钠反应生成Na_xVS₂,之后逐渐开始转化反应生成Na₂S和V;充电时Na₂S和V转化生成Na_xVS₂,并最终脱钠生成VS₂,即在0.2～2.5 V间VS₂表现为嵌入转化的储钠机制.     

NaOH浓度对Na0.44MnO2储钠性能的影响

我们通过球磨法及后续的高温焙烧合成出了短棒状的Na_0.44MnO₂,并研究了其作为碱性水溶液钠离子电池正极时,电解液NaOH浓度对其电化学性能的影响。结果表明,提高NaOH浓度有利于抑制嵌氢反应的发生并改善电极的循环性能和倍率性能,但同时也会造成析氧反应的提前触发,浓度过高时则又会降低其倍率性能。Na_0.44MnO₂在8 mol·L^?1 NaOH中表现出了最佳的电化学性能,0.5C(1C=121 mA·g^?1)的电流密度下,比容量达到79.2 mAh·g^?1,50C时,仍能释放出35.3 mAh·g^?1的比容量,在0.2–1.2 V(vs.NHE)的电压窗口内,500周后容量保持率64.3%。此外,我们也发现缩小电压窗口可以减少副反应、改善循环性能。Na_0.44MnO₂在浓碱电解液中也表现出了优异的耐过充能力。上述结果不仅表明通过优化电解液体系和测试条件可大大改善Na_0.44MnO₂的储钠性能,同时也证实了Na_0.44MnO₂作为一种水溶液钠离子电池正极材料,在大规模储能领域具有良好的应用前景。     

钠离子电池Na2MnSiO4正极材料的合成、结构及其电化学性能研究

首次采用溶胶-凝胶法制备Na₂MnSiO₄/C纳米复合正极材料. X射线衍射（XRD）和Rietveld结构精修结果表明,合成的Na₂MnSiO₄材料为单斜晶系、Pn空间群. 红外光谱（FTIR）结果证实材料中不含有Na₂SiO₃和SiO₂等杂质. 电化学测试结果表明,该材料在1 mol·L^-1 NaClO₄/PC电解液中,电流密度为14 mA·g^-1、电压范围为1.5 ~4.2 V（vs. Na⁺/Na）测试条件下,其首次可逆放电比容量高达113 mAh·g^-1.     

尖晶石型八面体结构锰酸锂的制备及其电化学性能

采用模板导向法和高温固相法制备尖晶石型八面体结构的LiMn₂O₄锂离子电池正极材料,研究了该材料的结构和电化学性能。 电化学性能研究表明,该电极材料具有良好的循环稳定性和倍率性能,在2.5~4.5 V电压范围,电流密度为100 mA/g时,首周充放电比容量分别为147和179 mA·h/g,循环50周后,其充放电比容量仍分别保持在180/181 mA·h/g。 优良的电化学性能可能归因于尖晶石LiMn₂O₄的形貌结构特征,该方法为制备锂离子电池正极材料提供了思路和依据。     

Cu-Mn-O催化剂的结构对丙烷还原NO反应的性能影响

以尿素为沉淀剂, 分别用水热法和均相沉淀法制备了一系列Cu-Mn-O氧化物催化剂, 并对催化剂进行了BET, XRD, XPS和FT-IR等表征, 考察了Cu-Mn-O催化剂在无氧条件下对丙烷还原去除NO的催化反应性能. 结果表明, Cu-Mn-O体系的物相组成与制备方法和焙烧温度有关, 并影响丙烷还原NO反应的催化性能. 当焙烧温度在500～600 ℃时, 水热法制备的样品中的主要物相是Cu_1.5Mn_1.5O₄和CuMn₂O₄|而尿素均相沉淀法样品中的主要物相为类尖晶石Cu_1.5Mn_1.5O₄|当焙烧温度在700～900 ℃时, 水热法样品中的主相为尖晶石CuMn₂O₄, 而均相沉淀法中仍是Cu_1.5Mn_1.5O₄相. 因此, 对水热法而言, 当焙烧温度由600 ℃增加到700 ℃时, 发生了Cu_1.5Mn_1.5O₄到CuMn₂O₄的相变, 这一相变不仅影响晶粒度和比表面积, 并提高了丙烷还原NO反应的催化活性. 根据XRD, XPS的实验结果和尖晶石结构的特征, 得到了详细的Cu_1.5Mn_1.5O₄和CuMn₂O₄的结构式, 并根据得到的结构式在一定深度上解释了二者催化性能的差别. XRD结果显示在无氧条件下进行丙烷还原NO反应后, 反应温度为600 ℃时, 催化剂中的主相尖晶石结构遭到破坏, 分解为MnO, CuO和Cu的混合物. 这些由尖晶石分解而成的混合物在无氧条件下仍对催化反应有优异的催化活性(NO转化率达到40%). 在本工作中, 用FT-IR表征了反应后的催化剂表面, 发现了大量的NO₂吸附物种和少量的NO₃吸附物种. 这是C₃H₈还原NO反应的中间产物, 从而进一步为“协同反应机理”提供了依据.     

LiV3O8在Li2SO4水溶液中的电化学性能

采用低温固相法合成了具有纳米结构的LiV₃O₈材料.扫描电子显微镜（SEM）及透射电子显微镜（TEM）测试显示该材料具有纳米结构.X射线衍射（XRD）表明该材料属于单斜晶系,P2₁Im空间群.并采用循环伏安法（CV）及电化学阻抗谱图测试对该材料在1、2 mol·L^-1Li₂SO₄水溶液及饱和Li₂SO₄水溶液中的电化学行为进行了研究.结果表明,LiV₃O₈在饱和Li₂SO₄水溶液中具有最好的电化学性能.以LiV₃O₈作为负极材料,LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂作为正极材料,饱和Li₂SO₄水溶液作为电解液组成了水性锂离子电池,进行恒流充放电测试,结果表明,在0.5C(1C=300 mA·g^-1)的充放电倍率下,该水性锂离子电池的首次放电比容量为95.2 mAh·g^-1,循环100次后仍具有37.0 mAh·g^-1的放电比容量.     

Self-assembly of Bis[2-(2-hydroxyphenyl)-pyridine]Copper(Ⅱ) Induced by C-H…π and π…π Stacking Interaction

Introduction The control of molecular assembly in the solid state is an important theme of modern chemistry.It is in this regard that there is an activity in the area of supramolecular structures at present.The self-assembly of molecules can form well-defined supramolecular structures under the influence of drive forces such as hydrogen bonds[1-3],metal-ligand coordination bonds[4-6] and π…π stacking interactions[7-10].Word et al.have described the co-ordination chemistry of polydentate chelating ligands which contain mixed pyridine-phenol donor sets[11].Some unusual structures of transition metal pyridine-phenol complexes have been established in which non-covalent interactions such as hydrogen bonding and π…π stacking appear to play a dominant part.These observations suggest that it might be possible to construct supramolecular structures with a metal pyridine-phenol system.To explore this idea we have begun to investigate the self-assembly properties of metal pyridine-phenol complexes.Herein we present the self-assembly properties of Cu(pp)2[pp=2-(2-hydroxyphenol)-pyridine] under different conditions.     

过渡金属-碱土金属铜钙四核配合物Cu2Ca2L2(H2O)6·2H2O的合成和晶体结构

The transition metal and alkaline earth metal tetranuclear complex Cu₂Ca₂L₂(H₂O)₆·2H₂O where H₄L represents the Schiff base N-3-carboxylsalicylideneglycylglycine was prepared and its crystal structure was determined by the single-crystal X-ray diffraction method at room temperature. It crystallizes in the monoclinic system, space group C2/c. The lattice parameters are a=2.128 2(2) nm, b=1.231 73(14) nm, c=1.32342(15) nm, β=93.619(2)°, M_r=939.81, D_c=1.803Mg·m^-3, F(000)=1 928, Z=4 with R₁=0.046 6. Each copper atom is coordinated by two nitrogen atoms, one carboxylate oxygen atom and one phenolic oxygen atom, in a square-planner manner. And each calcium atom is coordinated by three water oxygen atoms, three carboxylate oxygen atoms and one phenolic oxygen atom in a distorted pentagonal bipyramid. Two pentagonal bipyramids are connected by two carboxyl groups. CCDC: 239969.     

Tuning Interfacial Cu‐O Atomic Structures for Enhanced Catalytic Applications

Cu₂O/CuO_x (x=0, 1) nanocomposites with well‐defined morphologies have been widely applied in catalytic reactions. However, people still understand less about tuning interfacial Cu‐O atomic structures for enhanced catalytic applications, and a special review on this topic has not been reported so far. Herein, we summarize our understanding on tuning interfacial Cu‐O atomic structures based on the literature, including the formation as well as evolution mechanism of Cu‐O interfaces in Cu₂O/CuO and Cu₂O/Cu systems, and the improved performances in the fields of CO oxidation, NO_x oxidation, photoelectrocatalysis, water gas shift reaction, photodegradation of organic dyes, hydrogen evolution, and photoreduction of CO₂. Finally, we briefly propose several potential research directions.     

ChemInform Abstract: Copper(I) and Copper(II) Coordination Structure under Hydrothermal Conditions at 325 °C: An X‐Ray Absorption Fine Structure and Molecular Dynamics Study.

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[Cu(TOL)_4]Cl_2·2C_2H_5OH·2H_2O的合成和晶体结构

三唑醇(Triadimenol,简写TOL)是一内吸性的广谱低毒杀菌剂,主要用于禾谷类作物,腥黑穗病、丝黑穗病、散黑穗病、白粉病、锈病等病害的防治犤1～3犦。其化学名称为1-(4-氯苯氧基)-3,3-二甲基-1-(1H-1,2,4三唑-1基)丁基-2-醇,结构式如下:以农药为配体的金属配合物近年来逐渐被人重视犤4,5犦,它不仅保持了某些金属离子的杀菌特性,扩大了杀菌谱,而且作为一种缓释技术,使农药具有提高持效、延长半衰期、降低对哺乳动物的毒性以及使农药从非内吸性转化为内吸性等优越性。铜化合物作为杀菌剂使用已有60多年的历史,至今仍无抗性,由于其广谱、低毒,…     

微波热解法制备Cu/Cu2O纳米材料

在二乙二醇溶剂体系中利用微波介电加热分解醋酸铜前体,进一步还原得到Cu2O和Cu纳米粒子以及Cu/Cu2O核壳结构。 采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和紫外吸收光谱测试技术对产物的形貌、结构和组成进行了研究,结果表明,得到的Cu/Cu2O核壳结构直径为500 nm左右。 对比实验研究了不同聚合度乙二醇系列溶剂、反应时间以及表面活性剂或配位剂对产物形貌、组成的影响,表明低聚合度乙二醇和长的反应时间有利于醋酸铜还原形成铜。     

Synthesis and Crystal Structure of a New Mononuclear Copper Complex

<正>A new kind of Cu (II) complex [Cu(tpmb)2Cl2]·CH3OH·H2O (tpmb = 1,3,5-tri(2-pyrimidinyl)sulfanylmethyl-2,4,6-trimethylbenzene) was synthesized, and its structure has been determined by X-ray single-crystal diffraction. It crystallizes in the triclinic, space group P 1 with a = 8.8397(2), b = 13.327(3), c = 13.926(3) A, α = 63.27(3), β = 86.96(3), r = 80.68(3)°, V = 1445.6(5) A3, C49H51Cl2CuN12O2S6, Mr= 1166.82,Z=1, F(000) = 604, Dc = 1.340 g/cm3, μ = 0.735 mm-1, R = 0.0545 and wR = 0.1575 for 4521 observed reflections (I > 2σ(I)). X-ray analysis reveals that the Cu (II) ion is coordinated by two Cl- anions and two nitrogen atoms from different pyrimidine groups, forming a square structure.     

Synthesis and Crystal Structure of[Cu（dppb）（NO_3）]_2（dppb=1,4-Bis（diphenylphosphino）butane）

The synthesis and molecular structure of a new dinuclear copper(Ⅰ) complex [Cu(dppb)(NO 3)] 2 are reported.The compound crystallizes in the monoclinic system,space group P2 1 /n with a=12.830(3),b=10.899(2),c=19.666 (4),β=104.69(3)°,V=2660.1(9)3,Z=4,D c=1.378 g/cm 3,F(000)=1144,the final R=0.0600 and wR=0.0668 for 2951 observed reflections with I > 2σ(Ⅰ).The complex contains a folded Cu 2 P 4 core structure,with two Cu(Ⅰ) atoms being bridged by a pair of dppb ligands to form a 14-membered Cu 2 P 4 C 8 zigzag ring.The ligand sphere of each metal center is completed by a nitrate anion in a chelating fashion.