自由能微扰法研究系列烷基芳基磺酸盐的胶束化焓-熵补偿现象

为了研究不同结构的表面活性剂分子在水溶液中的胶束化焓-熵补偿现象, 采用自由能微扰(FEP)法计算了系列烷基芳基磺酸盐的溶剂化自由能, 并根据胶团化过程的质量作用模型讨论了相关热力学性质. 结果表明: 自由能微扰法得到的溶剂化自由能大小与用传统热力学表面张力法测定的吉布斯自由能相近, 能够用于比较不同结构的烷基芳基磺酸盐间胶束化能力; 烷基芳基磺酸盐在水溶液中的胶束化过程是自发进行的, 且存在焓-熵补偿现象, 补偿温度范围均在(302±2) K; 随着分子结构中芳环向长烷基链中间位置移动, 胶束化能力和胶束的稳定性均下降; 而随着芳环上短烷基链或长烷基链碳数的增加, 形成胶束的能力与稳定性均提高.     

基于可信基站和HASH函数的WSN密钥管理方案

针对现有的基于二元多项式或q-composite的密钥管理方案存在的被捕获率高和网络连通率低的缺点,提出了一种基于可信基站产生三元多项式密钥和HASH函数的WSN密钥管理方案;首先,采用层次型分簇路由协议将整个WSN监测区域划分为簇,然后,由可信基站产生三元多项式密钥,并将其分配给簇头,当任意两簇头之间共享的多项式密钥超过q时可以进行通信,并通过HASH函数来生成对应的通信密钥,有效地隐藏了节点的部分密钥信息;理论研究和仿真试验结果表明:文中方法能有效地实现网络的密钥管理,较其他方法相比,具有网络连通率高和抗捕获能力强的优点,具有一定的优越性。     

LiNi0.5Co0.5O2体系的结构稳定化作用和独立充放电机理

为了解释锂离子二次电池正极材料LiNi_0.5Co_0.5O₂具有的优良充放电循环性能和高比容量特征，采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对LiNi_0.5Co_0.5O₂和LiNiO₂的相关特性进行了研究。结果表明LiNi_0.5Co_0.5O₂的结构稳定性优于LiNiO₂的原因在于充放电过程中体系中Ni、Co离子交替存在的价电子构型t_2g⁶e_g⁰。依据LiNi_0.5Co_0.5O₂体系中Ni离子和Co离子相互独立的电极反应提出了适用于LiNi_xCo_1-xO₂(0≤x≤1)体系的独立充放电机理(0.2C、3.0～4.2 V vs Li⁺/Li)，并得到实验的证实。     

LixNi0.5Co0.5O2的态密度计算及电化学性能研究

>为获得综合性能更好的锂离子二次电池正极材料, 分析了Co掺杂对Li_xNiO₂电化学性能的影响. 采用密度泛函DFT理论对Li_xNiO₂和Li_xNi_0.5Co_0.5O₂的平均放电电压和态密度进行了计算. 同时, 用共沉淀法制备了Li_xNiO₂和Li_xNi_0.5Co_0.5O₂锂离子二次电池正极材料, 并对其进行了XRD结构分析和恒流充放电测试. 实验和计算结果表明: 随锂离子嵌入正极(电池放电), 电池的电压逐渐降低, 材料的态密度峰向低能量方向移动; 与Li_xNiO₂相比, Li_xNi_0.5Co_0.5O₂的电压平台相对较高(当0.25≤x≤0.5), 而且在Li^＋嵌/脱时, Li_xNi_0.5Co_0.5O₂的结构变化相对较小; Co离子的掺入, 减小了NiO₆八面体的畸变度, 使材料的电化学稳定性得以提高. 在钴掺杂镍酸锂体系中, NiO₆和CoO₆具有相互的稳定作用.     

PEO-LiC104-SiO2-SCA体系电化学性能研究

选用硅烷偶联剂(SCA)对聚环氧乙烯(PEO)基固态聚合物电解质体系进行改性.通过XRD,DSC,SEM,FTIR,EIS 和拉伸性能测试等方法对材料进行了表征,考察了SCA对电解质电化学性能和力学性能的影响;对SCA的作用进行了分析.结果显示,SCA的加入显著降低了体系的结晶度,材料的电化学性能和力学性能得到了明显的改善.PEOB-LiC1Oa-5%SiO2-SCA体系室温电导率达到9.0×10-4S/cm,屈服强度达到2.04MPa(25℃).同时,SCA使电解质膜表面变得更为光滑、致密,这有利于降低与电极片间的接触阻抗.     

新型Gemini咪唑表面活性剂的合成及表面性能

以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成了新型的连接基为枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cnim]Br2,n=10,12,14).产物经核磁共振氢谱(1H NMR)、红外(IR)光谱和元素分析等进行了分析,证明所得产物即为目标产物.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算胶束形成热力学参数(ΔG m—0,ΔH m—0,ΔS m—0).结果表明,25℃时3种表面活性剂均具有很高的表面活性,胶束的形成是自发的熵驱动过程.     

大学化学教学中培养学生能力的实践与效果

在大学化学课程教学中,通过撰写小论文和科技创新活动,让学生通过“构思、设计、实施、运作”完成一个课题,培养学生实际工作的能力。     

LiCoO2梯度包覆LiNi0.96Co0.04O2电极材料的电化学性能

镍钴酸锂(LiNi0.8Co0.2O2)与目前商业用锂离子电池正极材料钴酸锂(LiCoO2)相比,具有成本低、实际比容量高和环境友好等优势。但LiNi0.8Co0.2O2的充放循环性能还有待提高,对其进行阳离子掺杂或表面修饰可以改善其电化学性能,这方面的研究已经成为热点。Fey等人[1]用溶胶凝胶法制     

锂-空气电池性能的影响因素及研究进展

锂-空气电池理论比能量高达3622 Wh·kg^-1(设阴极还原产物为Li₂O₂), 远超过目前已有的任何电池, 有希望成为新一代的二次电池. 然而, 目前其实用化研究还处于探索阶段, 在其商用之前还有许多工作要做. 对影响锂-空气电池性能的因素以及近期的研究进展进行综述, 总结了阴极材料的组成和微观结构、电解质的种类及组成、阴极疏水膜、电池结构设计、电池的组装及充、放电的工艺过程等对电池比能量、比容量以及循环性能等的影响, 概述了锂-空气电池的表征手段, 并对锂-空气电池的应用前景进行了展望.     

锂空气电池非水基电解液的优化与研究进展

锂空气电池是介于燃料电池和锂电池之间的一种新一代高性能绿色二次电池, 其理论比能量高达11140 Wh/kg (Li), 是锂离子电池的6～9倍, 同时具有输出电压稳定、环境友好等优点, 应用前景广阔. 电解液是电池中重要的组成部分, 在决定电池的电化学性能方面起着至关重要的作用. 综述了锂空气电池中有机电解液、离子液体和固态电解质等三种非水基电解质的研究进展, 系统阐述了各电解液不同化学性质(电化学稳定性、离子导电率、极性)、物理性质(如介电常数、黏度、氧气溶解度、吸湿性)和物理化学性质(对阴极材料的浸润能力等)对锂空气电池放电比容量、大电流放电能力和循环性能的影响, 并对其未来的发展方向进行了展望.