氧化锌表面包覆Sn_6O_4(OH)_4的制备及其在锌镍电池中的应用

采用水热-共沉淀法在氧化锌表面包覆锡化合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)对制备的包覆ZnO材料进行表征。结果表明:XRD表明附着在氧化锌表面的是Sn_6O_4(OH)_4,且结晶度较好;SEM测试显示在p H=12条件下,Sn_6O_4(OH)_4能够很好地附着在氧化锌颗粒表面;EDS显示组成物中的元素包含Zn、Sn、O三种元素。利用循环伏安曲线(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、倍率充放电技术对包覆ZnO材料进行了电化学性能的测试,结果表明:包覆Sn_6O_4(OH)_4的ZnO可以提高锌负极的耐蚀性能,增大电荷转移电阻(Rct);锌电极覆Sn_6O_4(OH)_4量为3%时充放电效率最佳,在0.2C充放循环40次后充放电循环保持率仍有70%。     

碳酸丙烯酯/季铵盐溶液中H_2O对CO_2电还原反应的影响作用及机理分析

设计了一种新型双室隔膜电解池,可以在碳酸丙烯酯(PC)/四丁基高氯酸铵(TBAP)电解液中,将CO_2电还原为CO.由于CO_2电还原反应本身有H_2O生成,深入探究了H_2O对有机电解液电化学性能和电极反应过程的影响作用及相关机理.结果表明,当PC/TBAP中含有H_2O时,电解液电导率增大,黏度降低,CO_2溶解性增强.由于碳酸丙烯酯具有疏水性,当含H_2O量超过6.8%时,H_2O从PC/TBAP中分层析出,电解液的性质不会因水的积累而发生改变.反应过程中,H_2O对反应中间体(CO_2~(·-)自由基)具有稳定作用,使得过电位降低、电流密度升高.在PC/TBAP/6.8%H_2O中电还原CO_2时,生成CO的最高电流效率达到89%,电流密度达到9.18 mA/cm~2,电极不中毒,电化学反应可以稳定进行.     

pH对溶胶-凝胶法制备的锂离子电池正极材料磷酸铁锂的形貌及电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料LiFePO_4;探讨了pH对磷酸铁锂的形貌及电化学性能的影响.结果表明,随着pH的升高,LiFePO_4的粒径减小,粒径分布变窄,电化学性能提高.在不同pH下制备的LiFePO_4材料以0.2C的倍率放电,首次放电比容量分别为126.8mAh/g、132.4mAh/g、145.6mAh/g.     

导电聚苯胺-四氧化三钴复合材料的合成及性能表征

采用原位聚合法制备导电聚苯胺-四氧化三钴（PANI-Co3O4）复合材料。研究了Co3O4含量对复合材料电导率的影响。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、热失重法（TGA）和微分热失重法（DTG）等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征,并考察了复合材料在硫酸铜电解液体系中的电化学性能。结果表明：...     

Co3O4纳米催化剂催化CO的形貌效应：合成过程和催化活性

通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应（如形貌效应、尺寸效应等）而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co3O4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co3O4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co3O4形貌的可控合成以及不同形貌Co3O4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.
　　本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co3O4材料的合成过程图,并研究了Co3O4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co3O4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD), X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co3O4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.
　　结果表明, Co3O4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下, CoCl2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品, Co3O4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.
　　 XPS结果表明,各形貌Co3O4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co3+含量的不同是影响催化活性差异的重要原因. Co3O4纳米片具有更多的Co3+活性位,立方纳米Co3O4表面吸附氧含量较高, Co3O4纳米棒则暴露出相对更多的Co2+.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中, Co3O4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差. H2-TPR, CO-TPR和O2-TPD等结果也表明, Co3O4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co3O4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co3O4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co3O4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co3O4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.     

氧化锌表面包覆Sn6O4(OH)4的制备及其在锌镍电池中的应用

采用水热-共沉淀法在氧化锌表面包覆锡化合物,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱分析对制备的包覆ZnO材料进行表征。结果表明：XRD表明附着在氧化锌表面的是Sn₆O₄（OH）₄,且结晶度较好;SEM测试显示在pH=12条件下,Sn₆O₄（OH）₄能够很好地附着在氧化锌颗粒表面;能谱分析显示组成物中的元素包含Zn、Sn、O三种元素。利用循环伏安曲线、电化学阻抗谱（EIS）、倍率充放电技术对包覆ZnO材料进行了电化学性能的测试,结果表明：包覆Sn₆O₄（OH）₄的ZnO可以提高锌负极的耐蚀性能,增大电荷转移电阻（R_ct）;锌电极覆Sn₆O₄（OH）₄量为3%时充放电效率最佳,在0.2C充放循环40次后充放电循环保持率仍有70%。     

微波-熔盐热处理在金刚石表面镀Ti和TiC涂层

采用Ti和金刚石粉体,通过熔盐处理法在金刚石表面反应形成了Ti和TiC涂层,利用XRD、SEM 和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行了分析和表征.结果表明:当选用金刚石粒度为170/200目时,在600~700 ℃,金刚石表面会形成致密的Ti涂层.在800 ~1000 ℃,得到Ti-TiC复合涂层,大部分TiC晶粒大小约0.8 μm,个别的TiC晶粒长大至7~11 μm;在1100 ℃,形成TiC涂层,TiC晶粒大小约1.5 μm.当金刚石的粒度降至5 μm,在1100 ℃热处理的产物中会形成大量含微量Cl元素的TiC纳米层状组织与虾骨状组织.     

赤泥作为氧载体用于甲烷化学链燃烧:反应与循环性能

将拜耳法赤泥作为氧载体用于甲烷化学链燃烧,研究了不同预处理条件对赤泥氧载体的反应与循环性能的影响.对赤泥氧载体的物理化学性质的表征结果表明,高温焙烧导致氧载体反应活性下降,但有利于赤泥中各组分之间发生反应生成稳定的复合物(如Na_6Al_4Si_4O_(17)和Ca_2Al_2Si O_7),从而提高了赤泥氧载体的热稳定性.通过测试不同温度(800,850,900和950℃)下制备的赤泥氧载体(800-RM,850-RM,900-RM和950-RM)与CH_4的反应性能发现,900-RM的反应活性和循环性能均优于其它样品,CH_4转化率和CO_2选择性分别达到了71%和79%,说明900℃为最佳焙烧温度.在900℃下经30次redox循环后,赤泥氧载体的反应性能和物相结构未发生明显变化,表明其具有优良的循环稳定性.     

退役三元锂离子电池正极材料高效清洁回收技术研究进展

锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、自放电低等优势在各个领域得到了广泛的应用。近年来,退役三元锂离子电池数量急剧增长,从保护环境和节约资源的角度来看,开展退役锂离子电池回收再生工艺研究是必要的。本文综述了退役三元锂离子电池回收再生技术的研究现状,指出对衰减程度不同的锂电池正极材料需采取灵活的梯级回收工艺路线,并详细介绍了退役锂电池正极材料的湿法冶金回收工艺和物理法修复再生技术,分析了它们的优缺点和存在的技术难点。最后,展望了退役锂离子电池回收利用的前景和发展方向。     

双配体配位的Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)金属配合物的结构和性能

本文采用水热合成法制备了两个含有咪唑类配体的配位聚合物:{Ni(nip)(p-bix)(H₂O)₂}_n (1)和{Cu(bbi)(dgc)}_n (2) (nip=5-硝基间苯二甲酸;p-bix=1,4-双(咪唑基-1-甲基)苯;bbi=1,1’-(1,4-丁二基)二咪唑;dgc=3,3-二甲基戊二酸)。通过 X 射线单晶衍射、元素分析、PXRD和TGA对配合物进行表征。结果表明,配合物1为具有规则有序孔道结构的一维双链结构,其孔道结构中的—NO₂赋予金属有机框架(MOF)潜在的应用价值。此外,在分子间氢键的作用下,一维链拓展成三维超分子网络结构。而配合物2则是四连接的{6⁵·8}三维拓扑结构,两个配体通过螺旋式盘绕出规则的孔道架构,丰富的分子间氢键使其骨架结构更加稳固。在2~300 K,外加磁场1 000 Oe的条件下,对这两个配合物进行磁学性质研究,在测定的温度范围内对测试的变温磁化率数据进行居里-外斯线性拟合,拟合得到配合物1和2的居里外斯温度分别为1.73 K和6.78 K,证明两种配合物之间均存在弱的铁磁相互作用。