一步硫/磷热处理制备空心Co9S8/CoP/C纳米复合材料及其储钠性能研究

低成本、高性能的钠离子电池有望成为代替锂离子电池的下一代核心器件.但是开发出高比容量、高倍率的钠离子电池负极材料依然是瓶颈.本文通过水热/溶剂热法制备了Co基前驱体,然后将其一步硫/磷热处理制得具有空心多孔结构的h-Co₉S₈/CoP/C纳米复合材料.通过X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等表征以确定纳米复合物的物相以及形貌特征.当h-Co₉S₈/CoP/C作为钠离子电池负极材料时,该电极材料展示了高的比容量(561 mAh g^-1@0.1 Ag^-1)、较好的循环性能(可逆比容量200 mAh g^-1@2 Ag^-1)和倍率性能.h-Co₉S₈/CoP/C之所以显示出良好的储钠性能,主要得益于其空心多孔结构不仅提供更多的空间缓解钠在反复嵌入和脱出过程造成的体积膨胀效应,而且可以缩短离子/电荷扩散途径以加快反应动力学,此外,Co₉S₈、CoP和C独特的电子结构优势得以共同发挥.     

Enhancing interfacial stability in solid-state lithium batteries with polymer/garnet solid electrolyte and composite cathode framework

The solid-state lithium battery is considered as an ideal next-generation energy storage device owing to its high safety,high energy density and low cost.However,the poor ionic conductivity of solid electrolyte and low interfacial stability has hindered the application of solid-state lithium battery.Here,a flexible polymer/garnet solid electrolyte is prepared with poly(ethylene oxide),poly(vinylidene fluoride),Li6.75La3 Zr1.75Ta0.25O12,lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide and oxalate,which exhibits an ionic conductivity of 2.0 ×10^-4 S cm^-1 at 55℃,improved mechanical property,wide electrochemical window(4.8 V vs.Li/Li+),enhanced thermal stabilities.Tiny acidic OX was introduced to inhibit the alkalinity reactions between Li6.75La3 Zr1.75Ta0.25O12 and poly(vinylidene fluoride).In order to improve the interfacial stability between cathode and electrolyte,an Al2 O3@LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 based composite cathode framework is also fabricated with poly(ethylene oxide) polymer and lithium salt as additives.The solid-state lithium battery assembled with polymer/garnet solid electrolyte and composite cathode framework demonstrates a high initial discharge capacity of 150.6 mAh g^-1 and good capacity retention of 86.7% after 80 cycles at 0.2 C and 55℃,which provides a promising choice for achieving the stable electrode/electrolyte interfacial contact in solid-state lithium batteries.     

减压蒸馏生物油与乙醇在ZSM-5/MCM-41上共催化裂化

采用减压蒸馏生物油为原料,与无水乙醇2:3(质量比)混合,在固定床中ZSM-5/MCM-41分子筛上共催化裂化,考查了反应温度和质量空速(WHSV)对裂化产物的影响。对ZSM-5/MCM-41进行了NH₃-TPD、BET、N₂吸附-脱附等表征,对裂化气体产物通过气相色谱仪分析,减压蒸馏生物油和精制生物油采用气相色谱-质谱联用仪进行定量分析。结果表明,反应温度500 ℃、WHSV 3.75 h^-1为反应优化工况。此反应条件下,精制生物油酸类物质从减压蒸馏生物油中的25.6%降至反应后的0.1%,效果显著,且精制生物油产率为46.8%,气体产物中CO₂和CO的浓度共9.5%。     

O2/CO2气氛下稻秆添加磷酸二氢铵对固钾及灰熔融特性的研究

研究了21%O₂/79%CO₂气氛下,磷酸二氢铵对稻秆不同温度下的固钾能力及对灰熔融性的影响。利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等检测手段,对稻秆燃烧灰中K元素含量、产物物相以及微观形貌进行分析。固定床燃烧固钾实验表明,添加NH₄H₂PO₄能够有效提高稻秆固钾率,900℃下稻秆自身固钾率为14.65%,添加NH₄H₂PO₄后固钾率为68.79%,可以有效抑制生物质燃烧过程中碱金属以气态形式析出,并缓解了灰结渣现象。700℃燃烧条件下NH₄H₂PO₄和钾反应的主要产物为KPO₃;900℃下反应的主要产物为高熔点物质K₂CaP₂O₇,从微观形貌可以看出NH₄H₂PO₄能够抑制灰颗粒的烧结,添加NH₄H₂PO₄能有效提升稻秆灰熔点。     

SCR脱硝过程中SO2催化氧化的原位红外研究

采用工业用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,基于傅里叶原位红外光谱(FT-IR)技术考察SO₂的氧化过程及烟气组分对SO₂氧化行为的影响;结果表明,SO₂在催化剂表面氧化主要是首先吸附在催化剂表面V₂O₅活性位上,占据其O原子,以SO^2-₃形式存在,后与催化剂表面V⁵⁺-OH发生反应,生成金属硫酸盐(VOSO₄)中间产物,O₂重新氧化催化氧化过程中由于被SO₂夺取O原子而被还原的V₂O₅物种,使V⁴⁺转化为V⁵⁺,促进金属硫酸盐(VOSO₄)向SO₃转化;SO₂与NO、NH₃的竞争吸附阻碍SO₂在V₂O₅活性点位上的氧化;在SCR中,NO的脱除与SO₂的氧化是相互抑制的关系。     

P改性NiW/γ-Al2O3的低温焦油芳烃组分加氢性能研究

以γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备了不同P添加量的负载型NiW加氢催化剂,采用固定床加氢装置,对模型化合物萘和低温焦油富集的芳烃组分进行了催化加氢。催化剂采用N₂吸附、XRD、H₂-TPR、XPS以及NH₃-TPD的方法进行表征,加氢产物采用GC-MS和GC×GC-TOFMS进行分析。结果表明,P助剂能够扩大催化剂的孔径并促进活性金属组分在载体表面的分散;当P含量为1.0%~1.5%时,能够促进Ni-W-O混合相生成,并提高催化剂表面弱酸的含量;萘加氢反应的转化率和十氢萘的选择性也在添加1.0%的P时达到最高,分别为80%和50%左右;低温焦油芳烃组分的催化加氢结果显示,芳烃饱和加氢反应占优,绝大部分芳烃转化为环烷烃,且催化剂具有显著的脱除杂原子效果。     

[BIm]Cl/CuCl离子液体脱除MTBE中硫醇机制及性能研究

以N-丁基咪唑、HCl和CuCl为原料两步法合成了离子液体[BIm]Cl/CuCl,并用傅里叶变换红外光谱FT-IR和傅里叶变换离子回旋共振质谱FT-ICR MS对其结构进行表征。采用差热扫描量热仪DSC、FT-IR以及紫外可见光谱UV-vis对吸附硫醇的[BIm]Cl/CuCl进行分析,讨论了[BIm]Cl/CuCl吸附硫醇的作用机制。以[BIm]Cl/CuCl为吸附剂,采用吸附蒸馏工艺脱除MTBE中的硫化物,MTBE硫含量可降低至5 μg/g以下,吸附剂进行多次循环使用且脱硫效果无明显降低。     

基于双功能单体的磁性双酚A印迹聚合物的制备及应用

以二氧化硅包覆的四氧化三铁为载体,双酚A(BPA)为模板分子,β-环糊精和4-乙烯基吡啶为二元功能单体,采用热聚合方法制备了对双酚A具有特异吸附性能的磁性印迹复合材料(mag-MIPs).采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)对该印迹复合材料进行了表征,并结合磁固相萃取(M-SPE)技术和高效液相色谱(HPLC)研究了其对双酚A的吸附行为,结果表明该印迹复合材料对双酚A具有良好的选择吸附能力.液相色谱检测结果表明,该磁性印迹复合材料可用于环境水样中双酚A的快速分离富集,回收率为90.51%~98.21%.     

荧光标记法研究鱼类GABA受体与Ro7-1986/1和Fipronil的相互作用

以苯二氮卓类化合物Ro7-1986/1和氟虫腈(Fipronil)分别与异硫氰酸荧光素(FITC)反应合成了2种γ-氨基丁酸(GABA)受体的配体荧光复合物,即FITC-Ro7-1986/1(简称FITC-Ro7)和FITC-Fipronil;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)等手段对其结构进行了表征.以2种荧光配体为探针,采用荧光标记法研究了Ro7-1986/1和Fipronil与鳙鱼(Hypophthalmichthys nobilis)脑内GABA受体的相互作用,得到了亲和常数Kd和最大结合量[RT].同时考察了GABA对Ro7-1986/1与受体相互作用的影响.研究结果表明,Ro7-1986/1和Fipronil与受体的亲和常数Kd分别为(67±5)nmol/L和(346±6)nmol/L;最大结合量[RT]分别为(13.8±1.8)pmol/mg protein和(40.6±3.5)pmol/mg protein;GABA促进了Ro7-1986/1与受体的结合,进一步的研究结果表明,鱼类与哺乳动物脑中GABA受体结构相似;相对于哺乳动物,苯吡唑类杀虫剂Fipronil对鱼类GABA的亲和力较高.