氮硫共掺杂多孔碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用

锂硫电池因其较高的理论容量和对环境友好等优势被视为极具发展潜力的储能装置,但是多硫化物的穿梭效应极大地限制了锂硫电池的实际应用。本文以葡萄糖为碳源,离子液体为氮源和硫源,KCl和ZnCl₂为模板剂,KOH为活化剂,通过热解工艺合成了氮硫共掺杂多孔碳（NSPC）。XPS和极性吸附实验表明N、S杂原子成功引入并且提高了碳材料对多硫化物的吸附能力,有效缓解多硫化物的穿梭效应,而较高的比表面积（1290.67 m²·g^-1）有助于提高硫负载量。负载70.1wt.%的硫后（S@NSPC）作为锂硫电池的正极材料表现出了良好的电化学性能。在167.5 mA·g^-1的电流密度下S@NSPC的首次放电容量为1229.2 mAh·g^-1,远高于S@PC的861.6 mAh·g^-1,且S@NSPC循环500圈后容量为328.1 mAh·g^-1。当电流密度从3350 mA·g^-1恢复至167.5 mA·g^-1时,可逆容量达到首圈放电比容量的80%,几乎恢复至其初始值。     

静电纺丝法制备铁酸锌中空纤维及其磁学性能

以锌盐、铁盐和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,通过静电纺丝法先制备PVP/硝酸盐复合纤维,这些复合纤维以5℃·min-1的升温速率加热到500℃并保温3h,最终得到铁酸锌(ZnFe2O4)中空纤维.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等分析手段对中空纤维的晶体结构、形貌和磁学性能进行了研究.结果显示,ZnFe2O4中空纤维属于尖晶石结构,高温处理后仍能保持一维结构,纤维直径在200-400nm之间,纤维壁由大小为25nm的颗粒堆积而成.室温磁化结果显示制备的ZnFe2O4中空纤维具有超顺磁性,在10kOe的磁化强度为2.03emu·g-1.     

掺铕ATO纳米粉体的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了掺杂稀土铕的ATO纳米粉体。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法对ATO粉体进行表征,研究了制备工艺对粉体粒径和导电性能的影响,发现铕的摩尔掺杂比在0.5%～1%之间,600～700℃热处理温度下得到粉体的性能最佳,粉体的电阻率为243Ω.cm,颗粒尺寸为33.6 nm。掺杂前粉体的电阻率和颗粒尺寸分别为181Ω.cm和41.4 nm,掺杂后分别为243Ω.cm和33.6 nm。结果显示掺杂铕会使粉体的电阻率增加,但也能降低粒径,减少团聚。     

Sb-S-O-H系的气相平衡组成计算

采用了Constrained Chemical Potential Method(CCPM)法对Sb-S-O-H系进行多组元平衡分析,共有24个气相组分考虑在内.研究了Sb-S-O-H系气态平衡组成与水蒸气分压、硫势、氧分压及温度的关系.结果表明Sb-S-O-H系主要的气相组成为Sb4O6、H2O和SO2,其它物种的分压都比较低.控制较低的硫势(≤10-8.2atm)和氧势(10-14.5～10-13.5atm)以及合适的温度(1023～10733K)时,气相中的Sb4O6最大,有利于锑的挥发.用水蒸气焙烧三硫化锑精矿的挥发产物XRD结果表明挥发产物的主要物相由Sb2O3组成,同时还含有少量的元素硫,这一点与气相平衡组成的计算结果是吻合的     

静电纺丝法制备的钴酸镍微米带的磁性以及电化学性能

通过直接退火静电纺丝前驱样品以及调节升温速率最终得到了钴酸镍(NiCo₂O₄)微米带. 通过X射线衍射、扫描电镜、振动样品磁强计以及电化学工作站等分析手段对钴酸镍微米带的晶体结构、形貌、磁学性能以及电化学性能进行了研究. 结果显示, 以1℃·min^-1的升温速率得到的NiCo₂O₄微米带属于立方尖晶石结构, 高温处理后仍能保持一维结构. 室温磁化结果显示制备的NiCo₂O₄微米带具有超顺磁性, 在10 kOe时磁化强度为6.35 emu·g^-1. 此外, 电化学测试结果显示, NiCo₂O₄微米带的电容特性是典型的赝电容, 并且比电容随着放电电流密度的增加而减小.     

热处理温度对铕掺杂Ti/SnO2-Sb电极性能的影响

采用涂层热解法制备了不同热处理温度的铕掺杂Ti/SnO2-Sb电极.对所制备电极作LSV曲线和Tafel曲线,研究了电极的电化学性能;以对硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化活性;采用SEM,EDS,XRD等分析方法表征了电极表面涂层的形貌、元素组成及结构.实验结果表明,热处理温度对电极的各项性能有较大的影响,制备电极时最佳的热处理温度为550℃,该温度下制备的电极有较高的析氧电位和电催化能力,以及较好的电极表面涂层结构和覆盖度.