四(三羟甲基氨基甲烷)合铜(Ⅱ)电催化联吡啶钌/二氧化硅复合纳米粒子电化学发光分析特性研究

水分子与联吡啶钌(Ru(bpy)32+)之间的电化学发光(ECL)反应早已被人们发现,但其增敏Ru(bpy)32+电化学发光信号的能力不强,很难实现分析应用.我们发现四(三羟甲基氨基甲烷)合铜(Ⅱ)(Cu(Tris)42+)可电催化水的氧化反应生成活性中间产物羟基自由基(·OH),·OH能够快速进入二氧化硅基质,有效地增敏联吡啶钌/二氧化硅复合纳米粒子(RuSNPs)的电化学发光,并利用紫外-可见吸收光谱、电化学方法、电化学发光方法等研究了可能的电化学反应机理.基于以上研究,发展了一种以水分子作为共反应试剂,测定铜离子的电化学发光分析新方法.该方法在铜离子浓度为2.0×10-7~1.0×10-4mol/L的范围内,电化学发光强度与铜离子浓度呈现良好的线性,同时该方法具有很好的灵敏度和选择性,检出限(S/N=3)达到1.0×10-7mol/L,且Ca2+、Mg2+、Na+、Fe3+、Pb2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Mn2+等常见离子不干扰测定.使用该法对自来水和黑河水样中铜离子含量进行测定,分别往两个水样中加入2~3倍的铜离子标准溶液,其加标回收率在97.0%~102.5%之间;与原子吸收分光光度法对比,相对误差分别为4.1%和4.7%,说明该方法测定结果具有一定的可靠性.     

二价与四价金属离子等摩尔共掺杂的锂离子电池正极材料LiMn_(1.9)Mg_(0.05)Ti_(0.05)O_4的制备与表征

以氢氧化锂、乙酸锰、硝酸镁和钛酸丁酯为原料,以柠檬酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备了二价镁离子与四价钛离子等摩尔共掺杂的尖晶石型锂离子电池正极材料Li Mn1.9Mg0.05Ti0.05O4.采用热重分析(TGA),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和电化学性能测试(包括循环伏安(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)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:780°C下煅烧12 h得到了颗粒均匀细小的尖晶石型结构的Li Mn1.9Mg0.05Ti0.05O4材料,该材料具有良好的电化学性能,在室温下以0.5C倍率充放电,在4.35-3.30 V电位范围内放电比容量达到126.8 m Ah·g-1,循环50次后放电比容量仍为118.5m Ah·g-1,容量保持率为93.5%.在55°C高温下循环30次后的放电比容量为111.9 m Ah·g-1,容量保持率达到91.9%,远远高于未掺杂的Li Mn2O4的容量保存率.二价镁离子与四价钛离子等摩尔共掺杂Li Mn2O4,改善了尖晶石锰酸锂的电子导电和离子导电性能,使其倍率性能和高温性能都得到了明显的提高.     

新型氧离子导体La2Mo1．9Al0．1O9-α陶瓷的合成及电性能

通过高温固相法合成了La2Mo1.9Al0.1O9-a陶瓷样品.XRD测试结果表明,该样品为一立方相结构,Al3 离子在Mo6 位置的固溶摩尔浓度为5%时能完全抑制La2Mo2O9的相变.采用交流阻抗谱、氧浓差电池、氧泵等电化学方法系统地研究了该陶瓷样品在600～1000℃下的离了导电特性.结果表明,氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合得很好,离子迁移数为1,表明该陶瓷样品在该温度下氧气气氛中为一纯离子导体;氧浓差电池放电及氧的电化学透过(氧泵)实验结果进一步证实了该样品在氧气气氛中为一纯氧离子导体;1000℃时其氧离子电导率达到了0.12 S·cm-1,明显高于相同条件下母体及La2Mo1.9Ga0.1O9-a的氧离子电导率.     

聚乙烯醇缩醛基准固态电解质及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用聚乙烯醇缩甲醛(PVF)与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)2种聚乙烯醇缩醛类聚合物制作了准固态电解质并应用在了染料敏化太阳能电池上.利用红外光谱,热力学及电化学的方法对聚合物及聚合物电解质进行了表征,结果表明聚合物中C O及O—C—O基团可以通过氧原子与锂离子相互作用促进Li I的电离.PVB中丙基侧链对其热力学及电化学性能有显著的影响.通过对电解质组成进行优化,PVF和PVB基电解质的电导率分别达到2.5 m S·cm~(-1)及4.2 m S·cm~(-1),极限扩散电流分别为10.05 m A·cm-2(扩散系数为1.84×10-6cm2·s~(-1))和17.89 m A·cm-2(扩散系数为3.23×10-6cm2·s~(-1)).PVF及PVB基准固态染料敏化太阳能电池分别达到了4.18%和6.06%的光电转化效率,并展现了良好的稳定性.     

La2-xSrxMo2O9-α仅的制备及氧离子导电性能

用固相反应法合成了立方相陶瓷样品La2-xSrxMo2O9-α(x=0.05,0.10,0.15).采用交流阻抗谱、气体浓差电池和氧泵(氧的电化学透过)等多种电化学方法研究了样品在550～1000℃下氧离子的导电性质.结果表明:La2-xSrxMo2O9-α陶瓷在氧化性气氛中几乎是纯的氧离子导体;在还原性气氛中为氧离子和电子的混合导体;掺杂量x对样品的电导率有着明显影响,其中x=0.10的样品La1.9Sr0.1Mo2O9具有最高的氧离子电导率,1000℃时的氧离子电导率约为0.17 S·cm-1.     

LiTi2(PO4)3/C 复合材料的制备及电化学性能

采用聚乙烯醇(PVA)辅助溶胶-凝胶法合成了具有Na+超离子导体(NASICON)结构的LiTi2(PO4)3/C复合材料.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等对其结构形貌和电化学性能进行表征.实验结果表明:合成的LiTi2(PO4)3/C具有良好的NASICON结构,首次放电容量为144mAh·g-1.电化学阻抗谱测试结果显示,LiTi2(PO4)3/C复合材料电极在首次嵌锂过程中分别出现了代表固体电解质相界面(SEI)膜及接触阻抗、电荷传递阻抗和相变阻抗的圆弧,并详细分析了它们的变化规律.计算了Li+在LiTi2(PO4)3中嵌入/脱出时的扩散系数,分别为2.40×10-5和1.07×10-5cm2·s-1.     

联吡啶钌电化学发光传感器测定海洛因

利用离子液体为粘合剂制作碳糊电极,采用高分子聚合法,合成包埋有Ru(bpy)2(dcbpy)2+的高分子聚合物,将钌聚合物掺杂于离子液体碳糊电极中,制作电化学发光传感器.结果表明,此传感器具有很好的电化学发光特性,与用石蜡油为粘合剂制作的电化学发光传感器相比,离子液体为粘合剂的电化学发光传感器检测三丙胺的检出限降低1个数量级.海洛因对电化学发光传感器的发光信号有很好的增强作用,基于此建立了高灵敏度检测海洛因的电化学发光分析法,海洛因浓度与电化学发光信号在2.0×10-9～2.0×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为8×10-10 mol/L (S/N=3).将电化学发光传感器在5.0×10-9 mol/L海洛因溶液中采用线性循环电位连续扫描60圈,相对标准偏差小于2.2%.本方法用于血清中海洛因的检测,其回收率为94%～101%.     

非贵金属催化的碱性硫离子燃料电池放电特性

燃料的选择对于燃料电池电极催化剂的选择、燃料电池的成本及其商业化有着至关重要的影响寻求电化学活性好、成本低,并且能够为非贵金属催化剂所催化的燃料是一项有前景的工作.硫离子的电化学活性及其低成本使之成为一个具有吸引力的选择.本文以碱性硫离子作为燃料构建了碱性硫离子燃料电池.在室温条件下,单体电池在以非贵金属为催化剂的条件下获得了12.3 mW· cm-2的功率密度,此时的电流密度达到了42.8 mA·cm-2; 50 h寿命测试显示了碱性硫离子燃料电池良好的稳定性.此外,通过离子色谱分析,在放电产物中检测到了硫代硫酸盐、亚硫酸盐以及硫酸盐.深度氧化使得硫离子具有更高的放电容量.与之前研究的燃料相比,硫离子具有成本低、运输容易、电化学活性高并且能够被非贵金属催化剂催化的优点.     

酸功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

合成并表征了酸功能化离子液体,用于催化合成柠檬酸三丁酯(TBC).通过考察各种离子液体的催化活性及重复使用性能,选定酸功能化离子液体[HSO3-pmim]HSO4为催化合成TBC的催化剂.研究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等因素对酯化反应的影响,得到其较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的8·0%,醇酸摩尔比为5·5∶1,反应温度110~150℃,反应时间3h.此条件下,酯化率达到99·0%.分离出的离子液体未经任何处理重复使用8次后,酯化率仍为95·2%.     

Dy（III）离子在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为及Dy-Ni金属间化合物的选择性制备

采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等电化学方法研究了Dy(III)离子在LiCl-KCl共晶盐中的电化学行为及Dy-Ni合金形成的电化学机理.循环伏安和方波伏安法研究表明, Dy(III)离子的电化学还原过程为三个电子转移的一步反应.与惰性W电极相比, Dy(III)离子在Ni电极上的循环伏安曲线多出了三对氧化还原峰,是由于Dy与Ni形成了合金化合物,导致Dy(III)离子在活性Ni电极发生了欠电位沉积.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对恒电位(-1.6,-1.8和-2.0 V)电解制备的Dy-Ni合金进行分析,分别获得了DyNi5, Dy2Ni7和DyNi2金属间化合物.实验结果表明,通过控制电位进行恒电位电解可以有选择性地制备不同的金属间化合物.