高温电化学专辑序言

正基于无机固体氧化物电解质的电化学过程可在发电、电解以及电化学合成等领域起到重要作用.由于固体氧化物晶格中离子的迁移活化能高,这类电化学过程需要在高温下(400～800℃)进行,故一般称为高温电化学过程.较之传统的电化学,高温电化学过程具有一些特别的优势:首先是动力学过程快,无需贵金属催化剂;其次,电解质中一般只有一种导电离子,目标产物选择性好,且涉及到的多数反应为气固两相催化反应,反应器结构简单,副产物少;此外,由于氧化物电解质一般具有稳定性好、电化学窗口宽等特点,高温电化学反应器可大电流、高电位下运行.     

液相色谱-质谱联用法测定血液中全氟化合物

研究了快速溶剂萃取-液相色谱/质谱联用技术测定血液中PFAAs的方法。血液样品经过冷冻干燥,利用加速溶剂萃取的方法,最后使用液相色谱-质谱仪分析检测PFAAs成分。方法的回收率为74.6%~128.8%,检出限为1.10~25.1 ng/L。通过对珠江三角洲地区人群血液样本的分析,发现∑9PFAAs的浓度为26.8~557 ng/g,平均值为176±90.1 ng/g。血液中PFAAs的主要成分以PFHxA和PFOS为主,分别占血液中PFAAs浓度的20.97%和66.98%。人群血液中最常见和浓度最高的PFAAs是PFOS,而PFOA浓度相对较低。     

卤代有机污染物的光化学降解

包括全氟或部分氟代化合物(PFCs)、氯代有机物(COCs)以及溴代有机物(BOCs)等的卤代有机污染物(halogenated organic contaminants,HOCs)排放到环境中会表现出持久性有机污染物的特征,因此涉及HOCs性质、光吸收与量子效应、材料与界面特性、环境条件等方面优化的光化学清除方法成为一个重要的研究方向。基于此,本文归纳分析了光激发催化剂产生活性物种如hVB+、eCB-、·OH、eaq-等氧化或还原全氟辛酸、多氯联苯、多溴联苯醚的反应机理及直接光解机理,指出HOCs的光化学降解主要是通过其与活性物种之间电子转移或其激发态光致还原脱卤来实现,认为光催化材料和反应过程优化设计是影响光催化降解HOCs的重要因素。基于目前已经取得的研究发现与成果,从界面电子转移、材料能带信息、反应与分离集成化等方面提出本领域未来学术与技术层面值得深入探索的关键问题。     

Zr 改性MnOx/MWCNTs催化剂的结构特征与低温SCR活性

以ZrO（NO₃）₂·2H₂O为前驱体对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了改性并负载MnO_x制备了MnO_x/ZrO₂/MWCNTs 催化剂. 考察了Zr 对催化剂低温选择性催化还原（SCR）反应活性的影响,并通过多种分析手段对催化剂的结构进行了表征. 结果表明Zr 的添加对催化剂的低温SCR活性具有显著的促进作用,当Zr 负载量为30%时,催化剂活性最佳. X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）光谱、透射电镜（TEM）、N₂吸附-脱附的表征结果分析表明,适量的Zr 改性促进了MnO_x在载体表面的分散,增强金属氧化物与MWCNTs 之间的作用,也能增加催化剂的比表面积、孔容和孔径. X 射线光电子能谱（XPS）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）和NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）的分析结果则显示,Zr 能提高催化剂表面化学吸附氧浓度,促进Mn³⁺转化为Mn⁴⁺,从而使催化剂表面的活性位点增多,氧化还原能力增强,同时还提高了催化剂表面酸性位点的数量和强度,促进了NH₃的吸附,是MnO_x/ZrO₂/MWCNTs 催化剂低温SCR活性提高的主要原因.     

基于N-3-吡啶磺酰化氨基乙酸配体的Co(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构和磁性分析

Co（OAc）₂·2H₂O,4,4''-偶氮吡啶（4,4''-azpy）和N-3-吡啶磺酰化氨基乙酸（H₂L）在乙醇和水混合溶液中反应生成了一个单核钴配位聚合物{[Co（L）（4,4''-azpy）（H₂O）]·2H₂O}_n（1）。利用元素分析、IR、热重和单晶X射线衍射对其结构进行分析。结果表明该配位聚合物属于单斜晶系,P2₁/n空间群。热重分析结果表明,配位聚合物在失去配位水分子和游离水分子后结构仍然保持不变,并在238℃开始分解,具有良好的稳定性。磁性测试表明在配合物的中心离子Co（Ⅱ）之间存在反铁磁相互作用。     

基于N-3-吡啶磺酰化氨基乙酸配体的Co(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构和磁性分析

Co（OAc）₂·2H₂O,4,4''-偶氮吡啶（4,4''-azpy）和N-3-吡啶磺酰化氨基乙酸（H₂L）在乙醇和水混合溶液中反应生成了一个单核钴配位聚合物{[Co（L）（4,4''-azpy）（H₂O）]·2H₂O}_n（1）。利用元素分析、IR、热重和单晶X射线衍射对其结构进行分析。结果表明该配位聚合物属于单斜晶系,P2₁/n空间群。热重分析结果表明,配位聚合物在失去配位水分子和游离水分子后结构仍然保持不变,并在238℃开始分解,具有良好的稳定性。磁性测试表明在配合物的中心离子Co（Ⅱ）之间存在反铁磁相互作用。     

锂离子电池快充石墨负极研究与应用

相较于传统燃油汽车,电动汽车缓慢的充电速度始终制约了其进一步推广。为电动汽车实现“加油式”快速充电能够缓解充电桩的使用压力,增加电动汽车的应用场景和市场占有率。因此,亟需开发出具有快速充放电能力的高性能锂离子电池。石墨因其低廉的价格和优异的电化学性能已经在锂离子电池负极领域得到了广泛的商业化应用,然而其较低的嵌锂电位导致在快充过程中出现析锂,损害电化学性能的同时会带来安全隐患。因此,必须对石墨进行改良处理,以适应快充技术的需要。本文系统介绍了近年来石墨负极快充化改良领域的研究进展,从成分设计,形貌调控,结构优化,电解液适配等方面进行了评述,并总结了快充石墨面临的挑战,展望了其发展前景,为推动快充技术的商业化应用提供了借鉴。     

对磺酰胺基苯基重氮氨基偶氮苯的合成及其与镉显色反应的研究

报道了新显色剂对磺酰胺基苯基重氮氨基偶氮苯的合成及其与镉的显色反应。在非离子表面剂活性剂 OP存在下 ,于 p H11.2 6的 NH4Cl- NH3 · H2 O缓冲溶液中 ,新试剂与镉生成 3∶ 1的稳定络合物 ,最大吸收波长在 5 10 nm处 ,表观摩尔吸光系数 ε=1.2 3× 10 5L·mol-1·cm-1。镉量在 0— 10 .6 7μg/ 2 5 m L范围内遵守比耳定律。本法用于测定工业废水中微量镉 ,结果令人满意     

双过渡层阴极对流延法制备的阳极支撑直接碳固体氧化物燃料电池性能的改善作用

采用流延法制备了阳极支撑的固体氧化物燃料电池(SOFC),电解质材料为钇稳定化氧化锆(YSZ),阳极为镍和YSZ构成的金属陶瓷(Ni-YSZ),阴极为LSCF-GDC/LSCF复合材料,同时在阴极与电解质之间制备了YSZ-GDC/GDC双过渡层。分别采用含3%的加湿H_2和活性炭为燃料,对此电池的输出性能及阻抗谱进行测试。采用加湿H_2测试的结果表明:在800℃下,采用双过渡层电池的开路电压达到1 V,最大功率密度为680 mW·cm~(-2),比未改良电池的最大功率密度(372 mW·cm~(-2))提高了83%。直接采用固体碳为燃料时,具有双过渡层阴极的电池在850℃时的开路电压达到0.95 V,最大输出功率密度达429 mW·cm~(-2),几乎比无过渡层阴极的电池(225 mW·cm~(-2))高出1倍,特别是双过渡层阴极还使直接使用碳燃料的SOFC(DC-SOFC)的燃料利用率提高了33%。     

直接碳固体氧化物燃料电池

碳是重要的能量载体. 直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）是一种直接使用固体碳为燃料的能量转换装置,通过电化学反应,DC-SOFC可将碳所蕴含的化学能直接而连续地转换成电能,转换效率高,产生的CO₂浓度高,易于捕集和后续处理. 本文系统地介绍DC-SOFC的结构组成、工作原理、研究现状和发展趋势,重点介绍了作者课题组在DC-SOFC研究方面的成果和进展,包括单电池和电池组的研制、采用生物质碳和煤炭为燃料时的性能和DC-SOFC在气电联产中的应用探索.