浸渍吸附法制备Ag-SiO2纳米复合抗菌材料的条件优化

运用浸渍吸附法制备了纳米级单分散Ag-SiO2无机复合抗菌材料,结合响应曲面方法,考察了Ag+浓度、反应时间和氨水添加量等因素对材料抗菌率的影响,考虑到材料制备成本,变色控制等多方面因素,选取了最优制备条件,实验结果表明:Ag+浓度为5.9×10-4 mol·L-1,氨水添加量为4.1 mL,反应时间为5.2 h时,材料有最佳的经济效益和抗菌性能,抗菌率达到91.7;.通过TEM、XRD、ICP和BET方法对材料的结构进行表征,结果表明:载体SiO2微球为无定形态;Ag-SiO2抗菌材料微球具有良好的分散性和稳定性,粒径尺寸均匀;Ag+成功负载于SiO2微球表面,负载量为8.10 mg·kg-1.     

硫/碳复合材料在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池由于具有1675 mAh·g-1的高理论比容量和2600 Wh·kg-1的高理论能量密度,被看做是下一代最有前景的二次电池能源储存系统之一.但是,多硫化物的穿梭效应、活性物质导电性差以及充放电过程中的体积膨胀效应等问题阻碍了其进一步商业化.为了解决这些问题,不同的材料被引入和硫进行复合.在所有材料的选择中,碳材料由于具有高的表面积、优异的导电性、化学稳定性和低成本等优势在锂硫电池正极中得到了广泛应用.本文总结了几种不同的碳材料在硫/碳复合正极中的发展历程,讨论了碳材料的结构、孔径大小以及表面功能化对锂硫电池电化学性能的影响,并对其前景以及发展趋势作了预测.     

基于有机溶剂原位制备的致密疏水铜金属层在保护锌负极中的应用

通过在 N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂中锌电极与 CuI之间的置换反应,在锌电极上原位构建了一层致密且疏水的铜金属保护层(Cu@Zn)。铜金属保护层能有效地隔离锌电极与电解液的接触,减少锌电极-电解液界面的析氢和腐蚀等副反应。同时,铜金属保护层还具有较好的亲锌性,更小的界面电阻,更低的成核能垒,有利于锌离子均匀沉积,从而有效抑制了锌枝晶的生成。Cu@Zn对称电池实现了超过 1 700 h(1 mA·cm^-2)和 1 330 h(3 mA·cm^-2)的循环寿命。采用商用 MnO₂与之匹配得到的Cu@Zn||MnO₂全电池不仅在1 A·g^-1下具有168.5 mAh·g^-1的可逆比容量,还可稳定循环2 000次以上     

锌型复合无机抗菌材料的制备及性能研究

运用溶胶-凝胶法制备出二氧化硅载体,采用液相浸渍法制备得到锌型复合无机抗菌材料.结合响应曲面方法,考察了Zn2+浓度、pH和Tb3+浓度对材料抗菌率的影响,选取了较优制备条件:Zn2+浓度为0.3 mol·L-1,pH值为9,Tb3+浓度为0.01 mol·L-1.以大肠杆菌为菌种,通过稀释涂布平板法,对材料进行抗菌性能检测,抗菌结果表明,掺杂Tb3+后材料抗菌率从76;提高到97;,较优样的最小杀菌浓度为5.5 g/L.通过XRD、FTIR、SEM、EDS和BET方法对材料的结构进行表征,结果表明:载体二氧化硅为无定形态,材料中主要的抗菌成分是纤锌矿结构的ZnO,且呈絮状和花瓣状生长,锌元素质量分数为16.96;,掺杂铽元素后材料的比表面积明显增大,增加了材料与细菌的接触面积,从而抗菌性能显著提高.     

基于有机溶剂原位制备的致密疏水铜金属层在保护锌负极中的应用

通过在 N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂中锌电极与 CuI之间的置换反应,在锌电极上原位构建了一层致密且疏水的铜金属保护层(Cu@Zn)。铜金属保护层能有效地隔离锌电极与电解液的接触,减少锌电极-电解液界面的析氢和腐蚀等副反应。同时,铜金属保护层还具有较好的亲锌性,更小的界面电阻,更低的成核能垒,有利于锌离子均匀沉积,从而有效抑制了锌枝晶的生成。Cu@Zn对称电池实现了超过 1 700 h(1 mA·cm^-2)和 1 330 h(3 mA·cm^-2)的循环寿命。采用商用 MnO₂与之匹配得到的Cu@Zn||MnO₂全电池不仅在1 A·g^-1下具有168.5 mAh·g^-1的可逆比容量,还可稳定循环2 000次以上。     

海藻酸钠-羧甲基纤维素钠凝胶涂层对锌负极稳定性的影响

通过一种绿色、自交联策略,基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)中羧基对Zn²⁺的离子缔合作用,利用旋涂法在锌电极表面原位构建了具有孔结构的柔性 SA+CMC 凝胶涂层(Zn@SA+CMC)。涂层中富含羟基,羟基的强吸附效应能够使涂层与锌电极紧密结合,减少界面处的副反应。柔性涂层不仅能适应锌电镀过程中的体积变化,还表现出较好的亲锌性,更低的成核过电压,更高的离子电导率,有利于Zn²⁺均匀沉积,有效抑制了锌枝晶的生成。因此,Zn@SA+CMC对称电池能稳定运行890h(3 mA·cm^-2);Zn@SA+CMC||MnO₂全电池表现出优越的倍率和循环性能。     

甘氨酸电解液添加剂对水系锌离子电池电化学性能的影响

水系锌离子电池因其高安全性、高容量、低价格等优点,有望成为下一代规模储能设备。然而,副反应、锌枝晶和有限的使用寿命阻碍了其实际应用。我们将电解质添加剂甘氨酸(Gly)引入到常规水系ZnSO₄电解质中。Gly中的极性基团(—COOH和—NH₂)可以调节Zn²⁺的溶剂化结构,从而重新分配Zn²⁺的沉积以避免枝晶和副反应发生。结果表明,在ZnSO₄电解质中添加50 mmol·L^-1的Gly后(ZnSO₄-Gly),Zn||Zn对称电池在1 mA·cm^-2和1 mAh·cm^-2下,表现出良好的循环寿命(3 000 h),明显高于使用ZnSO₄电解质的性能(300 h)。以ZnSO₄-Gly为电解液的Zn||MnO₂全电池,在比电容和倍率性能方面比无添加剂器件表现得更好。     

含镝锌抗菌白炭黑的制备及抗菌性能研究

以工业水玻璃和小苏打为原料,采用溶胶-凝胶法制取载体白炭黑.在一定条件下,将具有抗菌性能的锌元素和稀土镝元素附着在白炭黑载体上,制备得到一种含镝锌型抗菌白炭黑.通过单因素实验分析不同反应条件对产品抗菌性能的影响,确定出较佳制备条件:锌离子浓度为0.7 mol·L-1、稀土镝离子的浓度为0.005 mol·L-1、反应时间为60 min.该制备条件下材料的抗菌率达到80.38;.采用SEM、EDS、BET、ICP和粒径分析等手段对该样品进行表征.结果表明,抗菌白炭黑呈无定形态,且结构松散、粒径小且分布较为均匀,锌含量为3.32;、镝含量为557 mg·kg-1.     

掺氮石墨烯-铜基催化剂的制备及催化性能

采用水热法合成掺氮石墨烯(N/GN),通过超声辅助等体积浸渍法制备掺氮石墨烯-铜基催化剂(Cu-N/GN)。通过XRD、SEM、TEM、N2吸附脱附、XPS和XAES对催化剂的微观结构、形貌及元素组成进行表征,并考察Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化性能。结果表明:在催化剂中铜颗粒尺寸较小、均匀分布于N/GN片层上,且铜含量较低(3.6%);Cu-N/GN对乙炔氢氯化反应的催化效果良好,乙炔转化率为68%,氯乙烯选择性为99%。     

海藻酸钠-羧甲基纤维素钠凝胶涂层对锌负极稳定性的影响

通过一种绿色、自交联策略,基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)中羧基对Zn²⁺的离子缔合作用,利用旋涂法在锌电极表面原位构建了具有孔结构的柔性 SA+CMC 凝胶涂层(Zn@SA+CMC)。涂层中富含羟基,羟基的强吸附效应能够使涂层与锌电极紧密结合,减少界面处的副反应。柔性涂层不仅能适应锌电镀过程中的体积变化,还表现出较好的亲锌性,更低的成核过电压,更高的离子电导率,有利于Zn²⁺均匀沉积,有效抑制了锌枝晶的生成。因此,Zn@SA+CMC对称电池能稳定运行890h(3 mA·cm^-2);Zn@SA+CMC||MnO₂全电池表现出优越的倍率和循环性能。