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.     

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.     

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.     

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%。     

铜、锌离子双组分无机抗菌剂研究

采用溶胶-凝胶法制取白炭黑离子交换体,通过控制离子交换顺序、交换条件,制得含Cu2 、Zn2 双组分杀菌活性成份的无机抗菌剂.抗菌剂杀菌力达95%、粒径小于7 μ m且均一,具有较好的加工稳定性、光稳定性.     

锌-钬共掺杂无机抗菌材料的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一种新型无机抗菌材料--锌-钬抗菌白炭黑。通过单因素实验和响应曲面法优化,得到了最优制备条件为:锌浓度0.711 mol·L^-1,钬浓度0.5 mmol·L^-1及反应时间65 min。获得了分散性好、粒度较小、抗菌性能良好的复合抗菌材料。通过SEM,EDS,FTIR,粒径检测和抗菌检测等手段对锌-钬抗菌白炭黑进行了表征。结果表明:锌-钬抗菌白炭黑结构蓬松,平均粒径为28.948μm,且锌离子和钬离子的添加对载体白炭黑的结构基本没有影响,其抗菌率可达83.41%。