圆盘状a-Co(OH)2的控制合成及其电化学性能

采用AAO模板及后处理方法合成了圆盘状a-Co(OH)2并研究了其电化学电容性能.在该合成方法中,先采用阳极氧化铝模板结合交流电沉积的方法获得钴纳米线,而后将其在碱液中通过溶解氧氧化生成终端产物.用红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电测试方法对其电化学性能进行了测试.此外,对圆盘状Co(OH)2的形成机理进行了初步探讨.结果表明,用此方法合成的Co(OH)2具有圆盘状形貌,属a相态,且表现出较好的电容特性.     

聚苯胺阳极的性能研究

用磺基水杨酸和硫酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,合成了一种高电导率聚苯胺粉末,并压制成聚苯胺阳极。采用FTIR和DSC/TGA对聚苯胺的结构和热稳定性进行分析,同时也采用加速电解寿命测试和电化学阻抗技术,研究了聚苯胺阳极的电化学性能和该电极在硫酸中的使用寿命。结果表明,在电解过程中槽电压从不稳定-稳定-快速增大的变化过程,电化学行为变化也比较明显。把该电极用于处理含酚废水和铅电极进行对比表明,节电率达34%,转化率达96.8%,是一种优良的电化学催化剂。     

强度调制光电流谱研究TiO2悬浮体系光催化机理

用强度调制光电流谱在光电化学电池中研究TiO2粒子悬浮液体系中的光催化反应机理,将强度按正弦变化的调制光照射TiO2粒子悬浮液,产生随频率变化的光电流响应,收集在Pt电极上,得到了光电流响应复数平面图,其上半圆和下半圆分别代表光生空穴和光生电子的阴极还原和阳极氧化反应过程.根据阴极和阳极光电流的幅度及上下半圆的特征频率分析讨论了光催化反应的机理及外加电压和H2O2添加物的影响.     

热处理气氛对 TiO2 纳米管阵列薄膜光电催化性能的影响

 采用原位阳极氧化法在 Ti 基底上制备了高度有序的 TiO₂ 纳米管阵列薄膜, 分别在 O₂, 空气, Ar 和 H₂ 气氛中于 500 oC 进行结晶热处理, 考察了热处理气氛对 TiO₂ 纳米管阵列薄膜光电催化降解亚甲基蓝 (MB) 反应性能的影响. 结果表明, 在这些气氛中热处理得到的锐钛矿晶型的纳米管阵列薄膜对 MB 降解满足一级反应, 其速率常数分别为 4.967, 3.127, 1.989 和 1.625 h^-1 (0.5 V). 电化学阻抗分析表明, TiO₂ 纳米管的光电催化性能受控于光生电荷的传递特性. 在 O₂ 中热处理, TiO₂ 纳米管的光吸收及激发性能得以改善, 且电荷传递阻抗降低, 因而其光电催化性能最好.     

镧对Al-Sn-Bi牺牲阳极电化学性能的影响

通过恒电流法和失重法研究了加入La对Al-Sn-Bi阳极电化学性能的影响,对比分析了阳极的电化学溶解特征。结果表明:不同含量La对Al-Sn-Bi牺牲阳极的电位影响较小;电流效率比未加La的阳极有不同程度的提高,其中Al-Sn-Bi-0.1La的电流效率增幅较大;La可改善阳极的腐蚀形貌,使得表面溶解均匀,同时降低阳极腐蚀速率,提高其耐蚀性,其中含量0.1%La效果明显。     

Cu-CeO_2基阳极直接甲烷SOFC的制备及其性能

采用干压法制备了NiO-YSZ(氧化钇稳定氧化锆)/(ZrO2)0.89(Sc2O3)0.1(CeO2)0.01(10ScSZ-1CeO2)半电池,经还原-酸溶法除去NiO制备了多孔YSZ负载致密10ScSZ-1CeO2双层结构,通过浸渍法在多孔YSZ阳极基体中引入Ce、Cu的硝酸盐制备Cu-CeO2-YSZ复合阳极,结合La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极构建了Cu-CeO2-YSZ/10ScSZ-1CeO2/LSCF单元电池.通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)等手段对电池单元的物相、微观结构进行表征.结果表明:还原-酸溶法制备的YSZ/10ScSZ-1CeO2双层结构的YSZ基体具有孔隙率高(64%)、孔洞连通性好的微观结构,有助于采用浸渍法引入Ce、Cu硝酸盐;10ScSZ-1CeO2电解质薄膜致密无缺陷,厚约30μm.电性能测试表明所构建单元固体氧化物燃料电池(SOFC)具有良好的电性能输出,在650℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别为0.29和0.09W·cm-2;在700℃以湿H2和CH4为燃料时的最大功率密度分别达到0.48和0.21W·cm-2.优良的电性能主要归功于小的电解质内阻和阴极极化电阻以及良好的阳极微观结构.     

阳极氧化铝模板法可控制备金属纳米线和纳米管阵列的生长机制

利用阳极氧化铝模板(AAO)进行Ni的电化学沉积, 通过在溶液中引入螯合剂控制电解质的有效浓度和电沉积的过电位, 实现了Ni纳米线和纳米管阵列的可控制备. 通过分析电沉积过程中纳米线和纳米管在不同位置生长速率(侧壁(Vw)和底端(Vb))的控制因素, 我们提出了纳米线和纳米管生长的可能机制. 当电解质浓度高而还原电位更负(如-1.5 V)时, 或者当电解质浓度低而还原电位较负(如-0.5 V)时, Vw>Vb, 可以获得Ni纳米管阵列; 当电解质浓度高而还原电位较负(如-0.5 V)时, 或者当电解质浓度低而还原电位更负(如-1.5 V)时, Vw≈Vb, 可以获得Ni纳米线阵列. 这种生长机制适用于多种金属纳米管或者纳米线阵列的可控制备.     

负偏压作用下染料敏化太阳电池界面及光电性能研究

太阳电池组件由于局部电压不匹配,其中部分电池可能较长时间工作在负偏压状态下,从而影响电池光电性能.借助拉曼光谱、电化学阻抗谱和入射单色光量子效率(IPCE)等测试手段,研究长期负偏压作用下染料敏化太阳电池光电性能的变化及其影响机理.拉曼光谱研究结果表明:电池在1000 h负偏压作用下,电解质中阳离子(Li⁺)会向光阳极(TiO₂电极)移动并嵌入TiO₂薄膜中;长期负偏压作用还会致使TiO₂/电解质界面阻抗增大和IPCE下降,导致电池开路电压升高和短路电流减小.通过加入苯并咪唑(BI)添加剂,经1000 h负偏压后电池的拉曼光谱实验表明,BI能在一定程度阻碍Li⁺的嵌入,电池具有较好的长期稳定性.不同负偏压下的老化实验进一步表明,通过加入添加剂能够使电池在长期负偏压下保持较好的稳定性. 关键词： 染料敏化 太阳电池 组件 负偏压     

Two-dimensional photon counting imaging detector based on a Vernier position sensitive anode readout

A two-dimensional photon counting imaging detector based on a Vernier position sensitive anode is reported. The decode principle and design of a two-dimensional Vernier anode are introduced in detail. A photon counting imaging system was built based on a Vernier anode. The image of very weak optical radiation can be reconstructed by image processing in a period of integration time. The resolution is superior to 100 μm according to the resolution test. The detector may realize the imaging of very weak particle flow of high-energy photons, electrons and ions, so it can be used for high-energy physics, deep space exploration, spectral measurement and bio-luminescence detection.     

GISAXS and SAXS studies on the spatial structures of Co nanowire arrays

The spatial structures of magnetic Co nanowire array embedded in anodic aluminium membranes were investigated by grazing incidence small angle X-ray scattering (GISAXS) and conventional small angle X-ray scattering (SAXS) techniques. Compared with SEM observation, the GISAXS and SAXS measurements can get more overall structural information in a large-area scale. In this study, the two-dimensional GISAXS pattern was well reconstructed by using the IsGISAXS program. The results demonstrate that the hexagonal lattice formed by the Co nanowires is distorted (a ≈ 105 nm, b ≈ 95 nm). These Co nanowires are isolated into many structure domains with different orientations with a size of about 2 μm. The SAXS results have also confirmed that the nanopore structures in the AAM can be retained after depositing Co nanowires although the Co nanowires can not completely but only just fill up the nanopores. These results are helpful for understanding the global structure of the Co nanowire array.