蒙脱石-石墨-聚氯乙烯复合电极的研制

化学修饰电极自1975年正式问世以来^[1],经过多年的不断发展,现已出现了许多修饰方法^[2];如表面吸附法,聚合物薄膜法,共价键合法等。这些方法虽在一定程度上改善了修饰电极的表面结构,提高了电极的灵敏度和选择性,但由于此类修饰都是在电极表面附上一层修饰剂,容易因修饰层不牢而脱落,或修饰厚度不均匀而影响电极的性能,近年来出现了组合法制作碳糊电极^[3]及蒙脱石修饰碳糊电极^[4]的研究,但由于碳糊及其修饰电极存在电极表面柔软的缺点而使其生理性,稳定性欠佳,本文用聚氯乙烯作粘合剂,在其融状态下,将石墨和蒙脱石混合,加压,冷却制成复合电极,该复合电极用于苯酚测定时,表现出良好的稳定性,重现性和催化效果,并克服了蒙脱石修饰碳糊电极稳定性,重现性差的缺点。     

LiNi_(0.8)Co_(0.2-2x)Al_xMn_xO_2材料的制备与电化学储能性能

采用高温固相法制备了LiNi_(0.8)Co_(0.2-2x)Al_xMn_xO_2(x=0,0.005,0.01,0.025,0.04,0.05)系列材料,并对材料的形貌、结构和电化学性能等进行了表征.研究结果表明,所得材料均具有α-NaFeO_2结构,阳离子混排程度随着锰、铝元素的增加和钴元素的减少呈现先减小后增加的趋势.当x=0.01时,材料的锂镍混排程度最低,拥有最小的电荷转移阻抗和较大的锂离子扩散系数,电化学性能和稳定性最好.在0.1C下,放电比容量可达175.2 mA·h/g;在0.2C下,循环50周后容量保持率为92.7%.     

活化条件对活性碳纳米管比表面积的影响

以KOH为活化剂, 研究了多壁碳纳米管在制备活性碳纳米管过程中四个重要影响因素: 活化剂用量、活化温度、活化时间和活化过程中保护气体的流速对所得活性碳纳米管BET比表面积的影响并解释了原因. 研究表明上述四个因素都会对活性碳纳米管的比表面积产生较大的影响, 其中活化剂用量的影响最大, 在研究范围内可引起比表面积增大约241 m²•g^-1. 在这四个影响因素中除活性碳纳米管的比表面积随活化温度的增加而不断增加外, 其他三个影响因素的变化都会使活性碳纳米管的比表面积出现最大值, 而且四个影响因素的改变, 都不改变活性碳纳米管的孔洞主要是中孔和大孔的特点.     

蒙脱石-石墨-聚氯乙烯复合电极测定制药废水中苯酚

报道了当制药废水PH8．0时，用蒙脱石－石墨－聚氯乙烯复合电极可以直接测定苯酚的含量而不受水杨酸存在的干扰，苯酚浓度在1．0μg/mL-25.0μg/mL范围内峰电流与浓度有良好的线性关系，I＝1．262c-0.046，相关系数r=0.998，检出限为0．1μg/mL，用该方法测定模拟制药废水中苯酚，其平均回收率为101．7％。     

多壁碳纳米管结构与其电化学容量之间关系的研究

采用化学气相沉积法,通过改变催化剂的成分、碳源、反应和后处理条件来制 备不同管径、管长、石墨化程度的多壁碳纳米管。经电化学容量性能测试、透射电 子显微镜观察和N_2吸附等结构表征,发现管径分布为30.0～40.0 nm、管长越短、 石墨化程度越低、比表面积越大、孔容越大的多壁碳纳米管具有更好的电化学容量 。     

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2制备过程中聚乙烯吡咯烷酮的加入对其电化学性能的影响

为提高LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)材料的电化学性能,在NCA材料的制备过程中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP),通过调控所得NCA材料的形貌来提高其电化学性能。所得材料采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行形貌结构表征,电化学性能经组装成纽扣电池,用电池程控测试仪和电化学工作站进行测试。研究结果表明:由于PVP的空间效应和静电作用,PVP改性的NCA材料拥有更完整的棒状结构、发育出更好的层状结构,电化学储能性能得到较大的提升。在0.1C下,材料的首次放电比容量和充放电效率分别从143.36 mAh·g~(-1)、78.25%提高到了170.24 mAh·g~(-1)、89.20%;在0.2C的实验室条件下循环50次后,容量保持率为94.28%。     

有限域聚合法制备碳纳米管-聚苯胺复合材料及其电化学性能

通过有限域聚合法将聚苯胺(PANI)均匀地生长在碳纳米管(CNTs)表面, 得到CNTs-PANI纳米复合材料. 通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品的形貌及成分进行表征. 将得到的复合材料组装成电化学超级电容器, 进行电化学的循环伏安和恒流充放电测试. 结果显示, 运用此有限域聚合法所制备的复合材料中PANI 可以非常均匀地包裹在CNTs表面, 复合材料的比容量可以达到117.7 F·g-1(有机电解液), 远远高于所用纯碳纳米管(25.0 F·g-1)和纯聚苯胺(65.0 F·g-1)的比容量, 从而表明有限域聚合法是一良好的纳米复合材料的制备方法.     

锰源对尖晶石LiMn2O4高温性能的影响

为考察不同锰源对所制备尖晶石LiMn₂O₄(LMO)电化学性能的影响(特别是高温性能),采用沉淀法制备前驱体,通过不同煅烧温度制备得到最常用的锰氧化物(MnO₂、Mn₂O₃和Mn₃O₄)为锰源,经相同条件制备得到LMO正极材料,通过考察所得LMO形貌及电化学性能来研究锰源与LMO电化学性能的关系。研究结果表明,相同的前驱体在不同煅烧温度下可以得到不同的锰氧化物,且各自具有不同的形貌结构。由这些锰氧化物都可以得到高纯度的LMO,但产物形貌结构以及材料中的八面体晶体含量和尺寸不同。由Mn₂O₃制备得到的LMO材料中的八面体晶体含量最多,且尺寸最均匀,在3种LMO中容量性能、倍率性能和循环性能最好：0.2C(1C=148 mA·g^-1)下首次放电比容量为131.8 mAh·g^-1;3C下还有100.4 mAh·g^-1的放电比容量。其对应半电池在0.5C下循环100次后,放电比容量还有116.0 mAh·g^-1,容量保持率为93.9%,电化学储能性能远远优于其他2种LMO。即使是在高温55 ℃下,由Mn₂O₃得到的LMO也表现出明显优于其他2种材料的高倍率性能和抗衰减性能。     

直流电电化学沉积镍制备原位生长碳纳米管化学修饰电极

利用直流电电化学沉积法将生长碳纳米管(CNT)的催化剂镍均匀地附着在石墨电极(GE)表面,再通过化学气相沉积法制备得到原位生长碳纳米管化学修饰电极(GSCNT-CME).电化学沉积的金属镍和所制备的修饰电极分别用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)进行表征,所得修饰电极的电化学性能用[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-溶液进行表征.结果表明:经直流电电化学沉积,可以在石墨电极表面沉积一层致密的金属镍,能生长出管径均匀的碳纳米管,所制得的修饰电极具有良好的电化学响应灵敏性和准确性,可在电化学检测领域发挥重要的应用.     

MnO_2包覆改性富锂锰基正极材料作用机理的电化学研究

采用固相反应制备了富锂锰基正极材料,并利用化学沉淀及热处理工艺进行MnO_2表面包覆改性.通过恒流充放电、循环伏安及交流阻抗谱对所得材料进行电化学性能测试,通过改性前后电化学反应的变化研究了MnO_2对富锂锰基材料包覆改性的作用机理.研究结果表明,MnO_2包覆层能发挥储锂作用.在热处理过程中,富锂锰基材料中的锂、镍元素发生迁移扩散,在MnO_2包覆层中形成新的尖晶石复合相,并可逆地参与后续循环反应,这对材料电化学性能的提升具有积极作用.