高温下硅酸锂吸收CO2的研究

以SiO₂和Li₂CO₃为反应原料，采用高温固相法于不同温度下合成了一系列可在高温500~750 ℃之间直接吸收CO₂的硅酸锂(Li₄SiO₄)材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)分别观察和评价了合成材料的表面形貌与结构特征，用热重分析仪(TG)研究了硅酸锂材料吸收CO₂的性能。实验结果表明，在750 ℃下煅烧6 h即可合成出吸收CO₂性能良好的硅酸锂材料，在CO₂气氛下，于700 ℃保持约15 min即可达到吸收平衡，其吸收量约达43%(wt)左右。与文献报道相比，材料的合成条件有所改善，材料吸收CO₂的容量也有较大提高。     

溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3及其性能研究

0引言具有类NASICON结构的Li3V2(PO4)3是继过渡金属氧化物LMO后的一种新型的锂离子二次电池正极材料。与目前市场上应用最为广泛的正极材料LiCoO2相比,Li3V2(PO4)3具有超常的稳定性,即使在脱出的Li 与过渡金属原子的物质的量之比大于1的时候仍然具有超乎寻常的稳定性,而通常情况下1mol LiCoO2在脱出0.5mol Li 就会变得不稳定。并且Co是一种战略物资,全球储量十分有限;Co也是一种有毒金属,对于环境污染较为严重。LiNiO2因其合成较为困难而使应用受限,尖晶石LiMn2O4虽然属于环境友好型化合物,但其理论比容量仅为148mAh·g-1,且…     

Li3V2(PO4)3的溶胶-凝胶法合成及其性能研究

以LiOH·H₂O、NH₄VO₃、H₃PO₄和柠檬酸等为原料采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂(Li₃V₂(PO₄)₃)。考察了煅烧温度和配位剂种类等条件对产物组成及电化学性能的影响。研究了优化条件下制得样品的循环伏安、充放电性能和循环性能。0.1 C条件下,样品首次放电比容量达129.81 mAh·g^-1，经过100次循环后容量几乎没有衰减，仍保持在128 mAh·g^-1。X射线衍射研究表明合成单一Li₃V₂(PO₄)₃晶体所需温度比固相法低；并考察了循环20次后材料充电到各个单相的晶体结构，通过X射线衍射和最小二乘法计算给出了其晶胞参数变化过程，证实了循环嵌Li过程中晶体结构能够得到重现。     

Li3V2(PO4)3的溶胶-凝胶合成及其性能研究

以LiOH·H₂O(LiF、Li₂CO₃、LiCH₃COO·2H₂O)、NH₄VO₃、H₃PO₄和柠檬酸为原料,采用Sol-gel法合成锂离子电池正极材料Li₃V₂(PO₄)₃。优化了锂源、溶胶的pH值、预烧条件、煅烧温度等合成条件,并采用XRD、SEM、恒电流充放电及循环伏安试验等方法,研究了所合成的Li₃V₂(PO₄)₃的结构形貌和电化学性能。结果表明,以LiOH·H₂O为锂源,溶胶的pH值等于3,于氩气氢气(体积比9∶1)混合气中300 ℃预烧 4 h,并在氩气氢气(体积比9∶1)混合气中600 ℃煅烧8 h合成的Li₃V₂(PO₄)₃正极材料为标准的单斜结构,具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性,0.1C和1C倍率下首次放电比容量分别为130 mAh·g^-1和129 mAh·g^-1;1C倍率下循环40次后,容量仍为127 mAh·g^-1,容量保持率为98.4%;随后又进行10C倍率放电,10次循环后容量为105 mAh·g^-1,容量保有率达98.1%。循环伏安测试表明,该正极材料具有较好的电化学可逆性。     

低温固相反应合成Li3V2(PO4)3正极材料及其性能

利用V₂O₅·nH₂O湿凝胶，LiOH·H₂O，NH₄H₂PO₄和C等作原料，通过低温固相还原反应在550 ℃焙烧12 h制备出Li₃V₂(PO₄)₃正极材料。采用XRD，SEM和电化学测试对Li₃V₂(PO₄)₃样品性能进行研究。XRD研究表明本法所合成的Li₃V₂(PO₄)₃同传统的高温固相反应法所合成的Li₃V₂(PO₄)₃一样同属于单斜晶系结构。SEM测试表明所合成的样品平均粒径大小约为0.5 μm且粒径分布较窄。电化学测试表明以0.2 C的倍率放电时，样品的首次放电容量为130 mAh·g^-1，室温下循环30次后其比容量为124 mAh·g^-1。     

La2(CO3)3纳米线的微乳液法制备与表征

La₂(CO₃)₃ nanowires were prepared in the nonionic surfactant microemulsion(Triton X-100/cyclohexane/water)system. Transmission electron microscopy (TEM) and selected area electronic diffraction (SAED) were used to characterize the shape and size of the products. The results showed that the pH value and concentration of mother solution, temperature and aging time all could affect the morphology and size of the La₂(CO₃)₃ nanowires. The lengths of the nanowires were more than 10 μm and the diameters were in the range of 30～200 nm.     

Li2O-TiO2-SiO2-P2O5和Li2O-TiO2-Al2O3-P2O5体系锂离子固体电解质的制备及性能研究

一些具有NASICON型网格结构的固体电解质具有高的电导率和好的稳定性,NASICON的意思是Na Super Ionic Conductor[1]。当NaZr2(PO4)3中P5 被Si4 部分取代时便可以得到具有NASICON结构的Na1 xZr2SixP3-xO12体系,其具有高的钠离子电导率。然而有相同结构的Li1 xZr2SixP3-xO12体系的离子电导率却很低,这是因为Li 半径太小,而NASICON三维网格结构的离子通道太大,两者不匹配而使电导率下降[2]。但当LiZr2(PO4)3中Zr4 被离子半径小些的Ti4 取代,所得LiTi2(PO4)3的通道就与Li 半径相匹配,适合于锂离子的迁移,从而使其电导率…     

快离子导体Li3V2(PO4)3包覆LiFePO4的结构和性能

通过机械活化将快离子导体Li3 V2(PO4)3包覆在LiFePO4 表面, 制备了性能优异的复合正极材料9LiFePO4@Li3 V2(PO4)3. 用XRD, SEM, HRTEM, EDS和电化学测试等手段研究了材料的物理化学性能. 结果表明, 包覆后的材料含有橄榄石结构的LiFePO4、单斜晶系的Li3 V2(PO4)3 和正交晶系的Li3 PO4; LiFePO4颗粒表面包覆了一层Li3 V2(PO4)3, 且部分V3+进入LiFePO4晶格内部, 使其晶格参数减小, 包覆后的LiFePO4的交换电流密度和锂离子扩散系数均提高了1个数量级. 电化学测试结果表明, 包覆后的LiFePO4的倍率性能及循环性能都得到显著改善, 在1C和2C倍率下, 包覆后的LiFePO4的首次放电比容量较包覆前分别提高了34.09%和78.97%, 经150次循环后容量保持率分别提高了27.77%和65.54%; 并且5C时容量为121.379 mA·h/g(包覆前LiFePO4在5C下几乎没有容量), 循环350次后的容量保持率高达94.03%.     

Ga2O3催化剂上CO2气氛中丙烷脱氢反应的研究

考察了Ga2O3对于丙烷脱氢和CO2气氛脱氢反应的催化性能.结果表明,Ga2O3具有较高的催化活性,其性能优于传统的Cr2O3脱氢催化剂.催化反应可能经过了一个丙烷异裂的过程,其中CO2是通过逆水煤气反应和Boudouard反应来促进催化剂性能的,在高于823K时该促进作用更为明显.催化剂的催化活性和其表面酸密度密切相关,在Ga2O3结构中,四配位Ga3+是其酸位的来源,并通过质子与氧化物的共同作用促进反应进行.催化剂的失活是由于表面的积碳和活性氧的消耗共同造成的.同时还对Ga2O3作为丙烷脱氢反应的催化剂的催化反应机理进行了初步探讨.     

Li3V2(PO4)3电极过程及其锂离子脱嵌动力学研究(I)

采用溶胶凝胶法合成了Nasicon化合物Li₃V₂(PO₄)₃, 采用X射线衍射(XRD)对产品进行了物相分析. 采用充放电测试, 循环伏安(CV)研究了化合物的电化学性能和锂离子的脱嵌过程, 计算出Li^＋在固相中的扩散系数(10^－8 cm²•s^－1); 采用交流阻抗测试(EIS)研究了Li₃V₂(PO₄)₃的电极过程; 对两种类型的阻抗图谱提出不同等效电路模型并对结果进行了拟合; 研究了Li₃V₂(PO₄)₃电极过程动力学以及新鲜电极界面在充放电过程中的变化特性.     

Studies on the effects of coated Li2CO3 on lithium electrode

Although a lithium metal anode has a high energy density compared with a carbon insertion anode, the poor rechargeability prevents the practical use of anode materials. A lithium electrode coated with Li₂CO₃ was prepared as a negative electrode to enhance cycleability through the control of the solid electrolyte interface (SEI) layer formation in Li secondary batteries. The electrochemical characteristics of the SEI layer were examined using chronopotentiometry (CP) and impedance spectroscopy. The Li₂CO₃-SEI layer prevents electrolyte decomposition reaction and has low interface resistance. In addition, the lithium ion diffusion in the SEI layer of the uncoated and the Li₂CO₃-coated electrode was evaluated using chronoamperometry (CA).     

片状纳米结构CeO2晶体的制备及其吸附CO2性能

在室温下,将CeCl₃溶液与CO₂储存材料（CO₂SM）混合、搅拌0.5 h制备了片状碳酸铈前驱体（CCPs）,并在500℃下煅烧CCPs 4 h,制得平均尺寸为4.94 μm×0.92 μm,厚度为0.04~0.08 μm纳米结构片状CeO₂晶体。在此过程中,CO₂SM不但可以提供CO₃^2-,还能起到分散剂和结构导向剂的作用。反应过程中,系统地研究了CO₂SM用量、Ce³⁺浓度和搅拌时间3个因素对CCPs形态和大小的影响,得到最优制备条件：0.1 g CO₂SM和50 mL 0.03 mol·L^-1 Ce³⁺水溶液以1 000 r·min^-1转速在室温下搅拌0.5 h。煅烧CCPs后,所制备的片状CeO₂晶体在室温下CO₂吸附量可达0.554 mmol·g^-1。     

Kinetic analysis of the thermal stability of lithium silicates (Li4SiO4 and Li2SiO3)

The kinetics describing the thermal decomposition of Li₄SiO₄ and Li₂SiO₃ have been analysed. While Li₄SiO₄ decomposed on Li₂SiO₃ by lithium sublimation, Li₂SiO₃ was highly stable at the temperatures studied. Li₄SiO₄ began to decompose between 900 and 1000 °C. However, at 1100 °C or higher temperatures, Li₄SiO₄ melted, and the kinetic data of its decomposition varied. The activation energy of both processes was estimated according to the Arrhenius kinetic theory. The energy values obtained were −408 and −250 kJ mol⁻¹ for the solid and liquid phases, respectively. At the same time, the Li₄SiO₄ decomposition process was described mathematically as a function of a diffusion-controlled reaction into a spherical system. The activation energy for this process was estimated to be −331 kJ mol⁻¹. On the other hand, Li₂SiO₃ was not decomposed at high temperatures, but it presented a very high preferential orientation after the heat treatments.     

Li3N-LiNH2体系的循环放氢性能

以等物质的量比的Li3N和LiNH2为起始原料,采用高能球磨法制得了Li-N-H体系,并研究了该体系循环放氢性能衰减的主要原因。XRD及FTIR结果表明,Li3N-LiNH2体系经首周吸氢后转变为LiNH2与LiH,在之后的吸放氢循环中,可逆的吸放氢过程发生在LiNH2与Li2NH之间相的转变。放氢动力学结果表明,Li3N-LiNH2体系在280℃下首周放氢量达5.6wt%,100 min内完成总放氢量的86%。但在循环3周后,100 min内的放氢量衰减至初始的36%。SEM及BET结果表明,放氢量的衰减主要是由于样品的烧结所致,但可通过再次球磨使其循环放氢性能恢复。     

Effect of sintering on the ionic conductivity of garnet-related structure Li5La3Nb2O12 and In- and K-doped Li5La3Nb2O12

Garnet-structure related metal oxides with the nominal chemical composition of Li₅La₃Nb₂O₁₂, In-substituted Li_5.5La₃Nb_1.75In_0.25O₁₂ and K-substituted Li_5.5La_2.75K_0.25Nb₂O₁₂ were prepared by solid-state reactions at 900, 950, and 1000 °C using appropriate amounts of corresponding metal oxides, nitrates and carbonates. The powder XRD data reveal that the In- and K-doped compounds are isostructural with the parent compound Li₅La₃Nb₂O₁₂. The variation in the cubic lattice parameter was found to change with the size of the dopant ions, for example, substitution of larger In³⁺(r_CN6: 0.79 Å) for smaller Nb⁵⁺ (r_CN6: 0.64 Å) shows an increase in the lattice parameter from 12.8005(9) to 12.826(1) Å at 1000 °C. Samples prepared at higher temperatures (950, 1000 °C) show mainly bulk lithium ion conductivity in contrast to those synthesized at lower temperatures (900 °C). The activation energies for the ionic conductivities are comparable for all samples. Partial substitution of K⁺ for La³⁺ and In³⁺ for Nb⁵⁺ in Li₅La₃Nb₂O₁₂ exhibits slightly higher ionic conductivity than that of the parent compound over the investigated temperature regime 25-300 °C. Among the compounds investigated, the In-substituted Li_5.5La₃Nb_1.75In_0.25O₁₂ exhibits the highest bulk lithium ion conductivity of 1.8×10⁻⁴ S/cm at 50 °C with an activation energy of 0.51 eV. The diffusivity (“component diffusion coefficient”) obtained from the AC conductivity and powder XRD data falls in the range 10⁻¹⁰-10⁻⁷ cm²/s over the temperature regime 50-200 °C, which is extraordinarily high and comparable with liquids. Substitution of Al, Co, and Ni for Nb in Li₅La₃Nb₂O₁₂ was found to be unsuccessful under the investigated conditions.     

g-C3N4/Bi2O2CO32D纳米片复合材料的制备及可见光催化性能研究

采用自组装和化学沉淀法分别制得两种可见光驱动复合材料石墨相氮化碳/碳酸氧铋(g-C_3N_4/Bi_2O_2CO_3).采用X射线衍射光谱(XRD),紫外可见光谱、扫描电镜(SEM)、N_2吸附、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,制备方法对纳米复合材料的晶相、形态及光学性能没有影响,但是影响g-C_3N_4和Bi_2O_2CO_3之间的相互作用力,导致光生电子-空穴对的分离速率存在显著差异.以可见光驱动苯酚和罗丹明B的降解实验为探针反应检测催化剂的光催化性能.实验结果表明自组装法得到的异质结催化剂中相互作用力更强,催化效果最高.O_2-是罗丹明B降解反应的主要活性物种,染料的光敏化、Bi_2O_2CO_3与g-C_3N_4综合效应,导致光生载流子电荷分离效率更高.