沉淀剂和Ag含量变化对甲醛降解性能的影响

采用不同沉淀剂制备CeO₂-Co₃O₄复合金属氧化物载体，通过浸渍负载不同含量Ag获得Ag/CeO₂-Co₃O₄催化剂.借助氮气物理吸附、XRD、Raman和H₂-TPR等手段研究了催化剂的物理化学性质.结果表明：当WHSV=30 000 mL·g^-1·h^-1时，催化剂能表现出良好的催化氧化甲醛性能，在≤ 90℃时实现甲醛的完全转化.草酸沉淀能有效降低Ce-Co氧化物的结晶度，使得Co²⁺含量增加，提供更多的氧空位，促进了氧分子的活化与迁移，从而提高了催化活性.随着Ag含量增加，使得由草酸沉淀制备的Ag/CeO₂-Co₃O₄催化剂的活性增强，且金属与载体间的相互作用也增强，当Ag负载量为1%（重量百分比）时活性最佳.     

The Roles of Composition and Mesostructure of Cobalt-Based Spinel Catalysts in Oxygen Evolution Reactions

By using the crystalline precursor decomposition approach and direct co-precipitation the composition and mesostructure of cobalt-based spinels can be controlled. A systematic substitution of cobalt with redox-active iron and redox-inactive magnesium and aluminum in a cobalt spinel with anisotropic particle morphology with a preferred 111 surface termination is presented, resulting in a substitution series including Co₃O₄, MgCo₂O₄, Co₂FeO₄, Co₂AlO₄ and CoFe₂O₄. The role of redox pairs in the spinels is investigated in chemical water oxidation by using ceric ammonium nitrate (CAN test), electrochemical oxygen evolution reaction (OER) and H₂O₂ decomposition. Studying the effect of dominant surface termination, isotropic Co₃O₄ and CoFe₂O₄ catalysts with more or less spherical particles are compared to their anisotropic analogues. For CAN-test and OER, Co³⁺ plays the major role for high activity. In H₂O₂ decomposition, Co²⁺ reveals itself to be of major importance. Redox active cations in the structure enhance the catalytic activity in all reactions. A benefit of a predominant 111 surface termination depends on the cobalt oxidation state in the as-prepared catalysts and the investigated reaction.     

共沉淀法制备LiMn_xCo_yO_2的显微结构及其电化学性能

通过共沉淀法制备前驱体,随后在900℃下经不同时长烧结得到了层状LiMn_xCo_yO_2。X射线衍射、扫描电镜和透射电镜的研究结果表明,层状LiMn_xCo_yO_2的晶体结构是菱面体点阵,空间群是R3m,点阵常数与LiCoO_2非常接近。不同烧结时长下得到的样品在扫描电镜下均呈球状,随着烧结时间延长,球形规整度变得更好。对不同样品的电化学性能测试表明,烧结时间越长,样品中Mn的相对含量越高,其首次充放电比容量和循环性能越好。     

熔盐法合成电化学性能优异的富锂层状正极材料Li_(1.5)Ni_(0.25)Mn_(0.75)O_(2.5)

采用氢氧化物共沉淀和熔盐法相结合的方法制备得到了电化学性能优异的富锂锰基Li_(1.5)Ni_(0.25)Mn_(0.75)O_(2.5)正极材料。借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电测试等表征手段对材料的颗粒形貌、晶体结构和电化学性能进行了系统研究。XRD结果表明该材料具有完善的α-NaFeO2层状结构(空间群为R3m)和较低的Li~+/Ni~(2+)阳离子混排。电化学性能测试表明该材料的首次不可逆容量损失较小,且倍率性能和循环稳定性能十分优异。具体而言,在2.0~4.8V,0.1C时的首次不可逆容量损失为50mAh·g~(-1)(首次库伦效率84%);在10C时的放电比容量还能达到102mAh·g~(-1);在0.5C下循环100次后,放电比容量为205mAh·g~(-1)(容量保持率90%)。     

Na3V2(PO4)2O2F的合成及其在钠离子电池中的应用

目前,合成Na₃V₂(PO₄)₂O₂F(NVPF)材料的方法包括高温固相法、水热法、溶剂热法等,这些方法均不利于该材料的大规模工业化生产。本文开发了温和的低温共沉淀法合成NVPF材料,该材料首次放电容量为105.6 mAh·g^-1,首次效率为90.16%。经过简单的热处理过程,可以有效去除由于液相合成带来的结晶水以及吸附在材料表面的羟基,同时还可以提高材料的结晶度,使得材料的首次放电容量提高到124.3 mAh·g^-1,首次效率提高到96.06%。以热处理后的NVPF材料为正极,商业化硬碳为负极组装的全电池表现出了优异的循环性能和倍率性能,1C下循环1200次后容量保持率仍有94.6%,4C倍率下的放电容量仍有基准倍率(0.33 C)的86%。该方法有助于NVPF材料的大规模工业化生产。     

PEG-6000对Mn-Zn铁氧体纳米粉体烧结特性的影响

利用化学共沉淀回流法制备Mn-Zn铁氧体纳米粉体的过程中,加入适量PEG-6000,试图通过在纳米颗粒表面形成一保护层以起到抑制其团聚的目的。研究结果表明,PEG-6000的加入不仅减小了纳米粒子的尺寸,还有效缓解了它们的团聚。将这些纳米Mn-Zn铁氧体粉体进行成型烧结,材料的起始磁导率随烧结温度的升高呈抛物线规律变化,并于1200℃达到最大值。而且添加PEG-6000的样品起始磁导率比未添加的提高了约20%。导致这一变化的原因应归咎于纳米粉体稳定性的改善以及烧结后材料内部组织均匀度的提高和晶粒尺寸的减小。     

Zr掺杂对正极材料Li(Ni0.9Co0.05Al0.05)O2的电化学性能影响

通过控制结晶法制备类球形Ni_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02（OH）₂前驱体,与LiOH·H₂O均匀混合后,在750℃下于氧气中进行高温焙烧,最终合成正极材料Li（Ni_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02）O₂。扫描电子显微镜（SEM）结果显示前驱体及正极材料具有良好的形貌;X射线衍射（XRD）表明材料具有规整的六方单相层状α-NaFeO₂结构;能谱仪（EDXS）分析表明Zr元素在材料颗粒内部呈均匀分布。合成的LiNi_0.9Co_0.05Al_0.03Zr_0.02O₂正极材料具有良好的电化学性能,在25℃,2.8~4.3 V充放电条件下,0.2C首次放电比容量为221.5 mAh·g^-1,充放电效率90.3%,2C倍率充放电条件下容量仍达到192.7 mAh·g^-1,100周循环后的容量保持率为92.2%。在55℃,2.8~4.3 V的高温充放电条件下,该材料的0.2C首次放电比容量可达236.2 mAh·g^-1,2C充放电倍率下循环100周容量保持率为85.1%。     

表面活性剂对LiNi0.80Co0.15Al0.05O2的结构和性能影响

在共沉淀过程中添加表面活性剂聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分别合成类球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,再与氢氧化锂(LiOH·H_2O)氧化煅烧得到LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)三元正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和充放电循环测试等对材料的结构、形貌、电化学性能等进行表征。结果表明:PEG和PVP的添加不影响材料中Ni、Co和Al元素的比例,能够促进一次晶粒长大和提高振实密度,能够促进正极材料层状结构发育进而提高正极材料的电化学性能。添加PEG、添加PVP和未添加表面活性剂合成正极材料的振实密度分别为2.07、1.86和1.40 g·cm~(-3),在0.2C充放电过程中首次放电比容量分别为210.8、188.9和173.0 mAh·g~(-1),以0.2C充电1C放电循环100次后电池容量保持率分别为78.8%、93.2%和82.7%,添加PEG和PVP的NCA材料表现出良好的电化学性能。     

共沉淀法制备Y2SiO5∶Er3+ ,Yb3+ ,Tm3+及其上转换发光性能研究

采用化学共沉淀法制备了系列Y_1.98-2xYb_2x Er_0.02SiO₅(0.00≤x≤0.15)以及Y_1.736Yb_0.24Er_0.02Tm_0.004SiO₅上转换发光材料,比较了室温下Y_1.98-2xYb_2x Er_0.02 SiO₅ (x=0.00,0.08)样品在400—1600 nm范围内的吸收光谱,测量了所有样品在976 nm OPO激光器激发下的上转换发射光谱,以及Er³⁺离子⁴S_3/2(⁴F_9/2)→⁴I_15/2,Tm³⁺离子¹G₄→³H₆荧光衰减曲线和不同激发功率下的上转换蓝光发射强度,从而分析讨论了Er³⁺,Tm³⁺在Y₂SiO₅中的上转换发光机理.研究结果表明:在1250 ℃相对较低的温度下合成了X2型单斜晶系Y₂SiO₅ ∶Ln³⁺(Ln³⁺=Er³⁺,Yb³⁺,Tm³⁺),Yb³⁺的敏化显著增强了样品在976 nm附近的吸收能力,并大幅度加宽了该处的吸收带.分析上转换发射光谱发现:上转换绿光和红光强度都随着Yb³⁺浓度的增加先增强后减弱,但红光的猝灭浓度较高,归因于Er³⁺→Yb³⁺反向能量传递ETU4和Yb³⁺→Er³⁺正向能量传递ETU3过程的发生;上转换蓝光发射是三光子吸收过程,是通过Yb³⁺,Tm³⁺之间三次声子辅助的能量转移方式实现的. 关键词： 上转换 共沉淀 2SiO₅∶Er³⁺')" href="#">Y₂SiO₅∶Er³⁺ 3+')" href="#">Yb³⁺ 3+')" href="#">Tm³⁺     

Synthesis and optical properties of Cr doped ZnS nanoparticles capped by 2-mercaptoethanol

Nanoparticles of Zn_1−xCr_xS (x=0.00, 0.005, 0.01, 0.02 and 0.03) were prepared by a chemical co-precipitation reaction from homogenous solutions of zinc and chromium salts. These nanoparticles were sterically stabilized using 2-mercaptoethanol. Here a study of the effect of Cr doping on structural, morphological and optical properties of nanoparticles was undertaken. Elemental analysis, morphological, structural and optical properties have been investigated by energy dispersive analysis of X-rays (EDAX), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and UV-visible spectroscopy .EDAX measurements confirmed the presence of Cr in the ZnS lattice. XRD showed that ZnS:Cr nanoparticles crystallized in zincblende structure with preferential orientation along (1 1 1) plane. The average sizes of the nanoparticles lay in the range of 3-6 nm and lattice parameters were in the range of 5.2-5.4 Å. Lattice contraction was observed with an increase of Cr concentration. The particle size and lattice parameters obtained from TEM and SAED images were in agreement with the XRD results. The absorption edge shifted to lower wavelengths with an increase in Cr concentration as per UV-Vis spectroscopy. The band gap energy values were in the range of 3.85-4.05 eV. This blueshift is attributed to the quantum confinement effect.