水热氧化改性碳纸电极在全钒氧化还原电池中的应用

为了提高钒氧化还原电池电极的活性,在180°C下将碳纸电极与过氧化氢的硫酸溶液置于有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中进行不同时间的水热酸氧化处理.水的接触角测试表明,随着处理时间从6h调整至18h,处理前后碳纸电极的接触角也从120.0°降低至100.8°,尤其是经过12h处理的样品的接触角最小,这说明在此条件下处理过的碳纸的亲水性得到了提高.而傅里叶变换红外测试表明,羰基和羧基等含氧基团被成功地引入到了碳纸电极中.使用扫描电镜,循环伏安,电化学阻抗以及充放电技术分别检测了处理前后样品的表面形貌及电化学性能.V(IV)/V(V)氧化还原电对在这些处理过的样品上表现出较大的活性.用处理12h的碳纸电极组装的单电池性能优异,在30mA·cm-2的电流密度下能量效率达到了80%,相应的电流效率和电压效率分别为96%和84%.     

电位滴定法测定钒电池电解液中不同价态的钒

钒电池是以钒离子溶液为正负极活性物质的蓄电池[1,2]。钒各种价态的化学行为都很活跃,其中VO 2/VO2 及V3 /V2 两电对电位相差约为1.25 V。钒电池的工作原理如下:正极:V(Ⅳ)→V(Ⅴ) e充电V(Ⅴ)→V(Ⅳ)-e放电负极:V(Ⅲ) e→V(Ⅱ)充电V(Ⅱ)-e→V(Ⅲ)放电基于钒电池具有优于其它氧化还原电池的特点,如无交叉污染、反应速度快、可深度放电、易于增减电池功率和容量等,因而有着广泛的用途,如电网调峰、应急电源、动力电源等。由于钒电池正负极的活性物质均为钒离子,钒离子的电化学反应程度决定着电池的充放电效率,因此有必要建立一种经济、简便、安全、有效的价态钒分析方法。价态钒的分析方法主要有发射光谱法和电位滴定法等,目前钒电池用电解液中价态钒的分析以电位滴定为主,但报道的均是使用毒性较强、对人体危害较大的重铬酸钾作为滴定剂[3,4],而且操作相对繁琐。本法提出了一种以硫酸亚铁铵溶液为滴定剂的安全、简便、有效的各种价态钒的电位滴定分析方法。1试验部分1.1分析原理在强酸性介质中,4种价态钒离子不能3种以上共存,高价钒与低价钒氧化还原反应,这个反应是完全的也是定量的。因此本法以下面三个化学反应...     

MgNi-x% TiNi0.5Mn0.5 (x＝10, 30, 50)贮氢合金的制备与电化学性能

用机械合金化法成功制备出MgNi和TiNi0.5Mn0.5合金, 并将不同质量的TiNi0.5Mn0.5与MgNi合金球磨复合10 h制备MgNi-x% TiNi0.5Mn0.5 (x＝10, 30, 50)合金. XRD结果表明球磨后几种合金均为非晶体, TiNi0.5Mn0.5均匀分散到MgNi合金主相中; 充放电结果表明MgNi-TiNi0.5Mn0.5复合合金的初始容量比纯MgNi合金(443.12 mAh/g)低, MgNi- 10% TiNi0.5Mn0.5首次放电容量是394.46 mAh/g, 但循环寿命有较大的改善, 50次循环后容量保持在232.57 mAh/g, 保持率达59%; 动电位扫描结果表明复合后合金电极抗腐蚀能力提高; 循环伏安法和电化学阻抗谱法研究结果表明: 复合后电极表面的电化学催化性能增强, H原子在合金电极内部的扩散阻抗减小.     

各种形貌的纳米Co3O4的制备及其应用*

本文综述了各种形貌的纳米Co₃O₄的制备及其应用。制备纳米Co₃O₄的方法有很多,包括热分解、水热法、溶剂热法、化学喷雾热分解、化学气相沉积和溶胶-凝胶法。各种形貌的Co₃O₄被制备,如纳米球、纳米立方体、纳米管、纳米棒、纳米片、纳米纤维和介孔结构。Co₃O₄是一种重要的磁性P-型半导体,在锂离子电池、超级电容器、电致变色、磁性材料、气体传感器和催化剂等诸多领域有比较广泛的应用。     

一步法合成g-C3N4纳米片用作苯酚可见光降解高效催化剂

石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种在室温条件下最稳定的氮化碳.同时g-C3N4的带隙为2.7 eV,可以利用可见光催化很多反应,例如光解水、CO2还原、有机污染物降解和有机物合成.但普通体相g-C3N4的光催化性能不尽如人意,主要是由于普通体相材料的载流子复合效率高,可见光(<450 nm)利用率低且比表面积小.众所周知,半导体的光催化性能与材料表面状态密切相关,因此可以控制合成条件来制备有利于光催化形貌的g-C3N4材料.普通体相g-C3N4材料的比表面积较小,约为10 m2/g,导致传质作用较差,光生电子-空穴复合严重,因此制备高比表面积的g-C3N4材料是目前研究的热点.我们发现在550℃下将三聚氰胺和三聚氰酸一起煅烧可以一步热合成g-C3N4纳米片,合成温度较低,对材料带隙影响小,同时可以提高材料比表面积,从而极大地提高了材料的光降解苯酚性能.XRD测试发现,随着前驱体中三聚氰酸比例增加,材料的主峰从27.38°显著偏移到27.72°.这表明三嗪环面内相连构成CN平面,同时CN层也会有堆叠最终形成g-C3N4材料.通过BET测试,g-C3N4纳米片的比表面积为103.24 m2/g.采用AFM分析得到g-C3N4纳米片的厚度为3.07 nm.研究了该g-C3N4纳米片的光降解性能,结果显示,在可见光照射30 min后,使用这种g-C3N4纳米片作为催化剂的条件下,苯酚降解率达到最优的81%.在5次循环利用后,g-C3N4(1:9)的降解率还能保持在80%以上,说明材料有良好的循环稳定性.这主要得益于材料的纳米片结构,在对苯酚吸附时不会有很复杂的吸附与脱附过程.同时纳米片结构可为有机污染物的吸附和原位降解提供传质通道.光反应体系中的产物由HPLC检测,分析苯酚的降解产物及产物的产量可以大致推测苯酚可能的降解历程.在三聚氰酸作用下,CN聚合层弯曲,减少了CN层之间的相互结合,同时不会对材料的带隙产生影响.同时整个合成过程无需引发剂,也不会导致CN层的基本单元和连接方式发生改变,同时由于二维片层结构,提高了材料的电荷分离效率.通过苯酚的降解实验得知三聚氰胺与三聚氰酸的比例为1:9,在550℃下煅烧得到的g-C3N4纳米片的光降解性能最优,同时具有很好的催化稳定性.     

新型Ni(OH)2.05电极材料的电化学性能研究

采用化学氧化法制备了碱性二次电池用正极材料Ni(OH)2.05, 考察了其作为镍氢电池正极活性材料的电化学性能. 结果表明: 以氧化处理过的样品为正极材料组装成镍氢模拟电池在0.2 C倍率下放电容量为281 mAh&#8226;g－1; 1 C充放电条件下, 270次循环后容量保持98% 以上. 交流阻抗分析和循环伏安测试表明, 经过氧化修饰的镍电极具有更小的电荷传递电阻、更快的质子扩散速度; ΔEa,c小于未处理样品70 mV, 电化学可逆性优于未处理样品; 对不同放电截止电压下的充放电测试发现: 放电截止电压进一步降低后, 相对于未处理过的样品, 氧化处理后样品无明显的二次放电平台, 第一放电平台末的容量与未处理样品二次放电平台末容量相当, 从而有效地抑制了二次放电平台现象.     

尖晶石锂锰氧结构中的氧缺陷及其修复方法

研究了氧缺陷型尖晶石锂锰氧化物的结构与电化学性能, 根据缺陷化学理论提出了弥补氧缺陷的办法. X射线衍射(XRD)结果表明, 在真空条件下于750 ℃焙烧不同时间后锂锰氧化物主要物相仍可保持尖晶石结构, 并伴随有少量Mn₃O₄和Li₂MnO₃杂相. 充放电测试及交流阻抗结果表明, 锂锰氧化物材料的放电容量随氧缺陷的增加而降低, 随着氧缺陷的增大, 表面膜阻抗及电荷传递阻抗增大、锂离子在锂锰氧固体中的嵌入与累积量减小使电化学性能恶化. 加入LiOH•H₂O和通入氧气焙烧可在一定程度上修复氧缺陷.     

钒液流电池用石墨毡电极电化学活化机理的交流阻抗研究

研究了不同氧化程度下的石墨毡在钒溶液中的吸附性、润湿性及其交流阻抗图谱(EIS), 结果发现随着氧化程度增加, 吸附性和润湿性增强; 交流阻抗谱包括两个半圆和一条直线, 高频半圆对应离子的吸脱附反应, 低频半圆对应电化学反应, 直线对应离子在溶液中的扩散过程. 随石墨毡氧化程度的增加, 低频半圆显著减小, 通过等效电路拟合及动力学参数计算, 发现电荷传递电阻显著减小.     

ZnGa2O4的制备及其光学性能

ZnGa2O4的制备及其光学性能;ZnGa2O4; 荧光; 固相法     

核酸适配体在固相萃取技术中的研究进展

核酸适配体是一种经由体外指数级富集系统进化技术筛选得到的随机寡核苷酸片段,该寡核苷酸片段能特异性结合靶物质。核酸适配体与固相萃取技术相结合,可以高选择性地应用于复杂样品中痕量组分的萃取、分离、富集和纯化,由此引起了广泛关注。该文综述了基于核酸适配体的固相萃取研究进展,着重评述了核酸适配体固相萃取柱的制备、固相萃取过程、面临的问题和应用前景。