基于MOFs和酚醛泡沫的多孔碳泡沫电容性能

以酚醛泡沫为碳源,金属有机框架材料Cu-MOF-199为掺杂剂,经过高温碳化制备了一种电容性能优良、循环稳定性强的多孔碳泡沫。采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、氮气吸脱附测试等技术对材料的结构和形貌进行分析,采用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)及电化学阻抗谱(EIS)等方法对材料的电化学性能与循环性能进行测试。结果表明,一定量Cu-MOF-199的引入可明显提升多孔碳泡沫的电容性能,在1 A·g~(-1)时可达169 F·g~(-1),20 A·g~(-1)时仍高达123 F·g~(-1),2 500次循环(1 A·g~(-1))后仍有97%的电容量。     

Co-MOF-74衍生介孔碳材料的制备及其电容性能

以含Co的金属有机框架材料Co-MOF-74为前驱体,通过高温碳化和酸洗等步骤,制备了介孔碳材料C-MOF-T,氮气吸脱附测试表明其具有介孔结构,比表面积最高达到1 289 m~2·g~(-1),介孔孔隙率达到96%。采用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗等电化学方法研究了碳化温度对介孔碳材料电容性能的影响。碳化温度为800℃时制备的碳材料在电流密度为0. 1 A·g~(-1)时比电容可达187 F·g~(-1);电流密度为20 A·g~(-1)时,比电容仍有117 F·g~(-1)。在电流密度1 A·g~(-1)条件下,经4 000次循环后仍能保持95. 7%的比电容,表明了该碳材料具有优异的倍率性能和循环稳定性,在超级电容器领域具有应用潜力。     

基于三维介孔碳的莱克多巴胺电化学检测方法

以ZnO为硬模板,淀粉为碳源,通过简单的混合干燥-碳化-模板去除策略,构建了一种具有三维内联结构的介孔碳材料.将制备的三维介孔碳(孔径尺寸约为30 nm)作为玻碳电极修饰材料,发现其能极大地增强瘦肉精分子莱克多巴胺的电化学氧化信号.通过物理和电化学表征发现,制备的三维介孔碳具有较大的比表面积和丰富的介孔结构,能显著提高...     

非晶态氧化亚锡基锂离子电池负极材料的合成及电化学性质研究

用流变相反应和前驱热分解法，在约350℃的温度下合成了氧化亚锡基可充锂离子电池负极材料，通过XRD和电化学测试对材料进行了表征，结果表明，制备的两种氧化亚锡基负极材料Sn1.0Al0.4B0.6P0.4O3.5(TABP)及Sn1.0B0.6P0.4O2.9(TBP)均为非晶态结构，它们都有较高的贮锂容量，TBP贮锂材料的电化学性能优于TABP贮锂材料。     

碳包裹对Fe_3O_4纳米颗粒稳定性的影响

纳米材料晶粒尺寸的变化会直接导致材料相结构的变化,从而限制材料的应用,如何提高纳米材料结构的稳定性随之成为纳米材料发展和应用中的关键问题之一.为了研究碳包裹对Fe_3O_4纳米颗粒稳定性的影响,本文先采用水热法制备出17~20 nm的Fe_3O_4纳米颗粒作为前驱体,再以油胺作为溶剂,通过球磨法在Fe_3O_4粒子表面包覆一层碳涂层,合成Fe_3O_4@C复合纳米颗粒.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和综合物理测试系统对样品的形貌尺寸和结构性能进行表征.结果表明,碳包裹有效地阻止了纳米颗粒的团聚,增加了纳米材料的分散性,使得Fe_3O_4纳米颗粒向Fe_2O_3转变的起始转化温度提高了50℃,即使在空气中经过350℃焙烧和在高真空下进行300~900 K的测试,结构也并未发生变化.     

二氧化钌/石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能

采用共沉淀法制备了二氧化钌/石墨烯纳米复合材料应用于超级电容器中,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对材料表面结构形貌进行了分析。将电极材料装配成极片,组装成超级电容器并进行电化学性能测试,实验表明,含有质量分数为5%石墨烯的复合材料表现出很好的电化学性能,该材料单极首次放电比容量有740F.g-1;在2A.g-1的电流密度下,8 000次深度循环后容量保持率为71%且具有很好的稳定性,比容量和循环性能都要优于纯的氧化钌材料,表明合成的复合材料适合用于超级电容器中。     

高温熔盐中CO_2的捕集与电化学资源化转化

高温熔盐体系提供快速反应所需的条件和宽敞的电化学窗口,不仅可以活化吸收剂从而提高CO_2吸收容量和吸收速率,而且可以将CO_2电化学转化为高附加价值的碳材料或CO.本文对CO_2在高温熔盐中的吸收与电化学转化的研究进行综述,综合分析了高温熔盐吸收CO_2的影响因素以及CO_2在高温熔盐中的电化学转化过程、机理,并阐述了高温熔盐、气氛、电解条件和电极材料等因素对产物的类型、产物形貌以及电解能耗方面的影响.     

基于金属有机框架的Cu-Cu_xO-C/rGO复合材料制备及其电容性能

以Cu-MOF-199/氧化石墨烯(GO)为前驱体,经高温碳化得到一种铜氧化物均匀分布在碳骨架上的赝电容材料Cu-CuxO-C/rGO,采用热分析法、X射线衍射、扫描电子显微镜等对材料的结构和形貌进行分析,采用循环伏安和恒电流充放电等方法测试材料的电化学性能.未掺杂rGO的复合材料呈八面体构型,Cu和CuxO颗粒均匀分布在碳骨架上,随着rGO引入量的增加,其形态的不规则程度增大.rGO投料比例为10%、碳化温度为800℃时,材料的电容性能最佳,在电流密度为0.5A·g-1时比电容达620F·g-1,1A·g-1时达477F·g-1,2A·g-1时仍有206F·g-1.     

氮掺杂中空碳球用于电催化合成H2O2

以SiO₂为模板、盐酸多巴胺为原料前驱体,通过自聚合和高温热解等步骤,制备了分级多孔的氮掺杂中空碳球(NHCS),并将其用于电催化氧还原反应合成H₂O₂。结果表明,NHCS电催化合成H₂O₂性能随着氮掺杂量的降低呈现先增加后减小的趋势,含有更高吡咯氮和石墨氮比例的碳材料表现出最优的电催化合成H₂O₂性能。采用旋转圆盘环盘电极(RRDE)测试时,NHCS催化氧还原反应(ORR)合成H₂O₂的选择性达到90%以上。在H型电解池中测试时,循环使用6 h时H₂O₂的累积量达到1 050 mg/L,法拉第效率保持在90%。NHCS优异的电化学性能主要归因于其多孔结构和氮掺杂：丰富的中空、分级多孔结构有利于H₂O₂快速扩散;合适的氮掺杂有利于催化剂活性和H₂O₂选择性的提升...     

氮掺杂石墨烯/Zn(CN)_2复合材料的一步法合成及其储锂性能

在氮气保护下,以含Zn金属有机骨架化合物与双氰胺为原料,采用高温处理方法,一步法合成了氮掺杂石墨烯/Zn(CN)_2纳米复合材料(N-GO/Zn(CN)_2),通过XRD、XPS、N_2吸附/脱附、SEM、TEM和AFM等测试技术对样品进行表征,并考察了材料的电化学储锂性能。结果表明,合成的复合材料中氮掺杂石墨烯片层呈褶皱薄膜状,厚度约为5 nm,负载了粒径约20 nm的Zn(CN)_2纳米粒子,复合材料的比表面积为603 m~2/g,孔体积为0. 35 cm~3/g;用于锂离子电极材料时,该材料表现出较高的放电倍率和良好的循环稳定性。该制备方法避免使用有机还原剂,为制备石墨烯复合材料提供了一种绿色合成方法。     

聚乙烯二茂铁/碳纳米管复合物的制备及其对抗坏血酸的电催化测定

合成了一种新型功能化碳纳米管复合材料(Fc/SWCNTs),采用红外光谱对其进行表征,研究了该复合材料在玻碳电极上的电化学行为及其对抗坏血酸(AA)的电催化性能。结果表明,该修饰电极对AA具有良好的电催化氧化作用,线性范围为6.0×10-7-5.3×10-4mol/L(r=0.998),检出限为2.2×10-7m     

多壁碳纳米管/纳米金/二茂铁纳米复合材料的制备及应用

合成了多壁碳纳米管/纳米金/羧基二茂铁(MWNTs/Au NPs/FMC)纳米复合材料,以壳聚糖(CS)为固定基质,制备了新型葡萄糖生物传感器。采用电化学方法对其性能进行了研究。结果表明,该传感器具有灵敏度高、响应快、性能稳定等特点,对葡萄糖响应的线性范围为0.01~2.5 mmol.L-1,检出限     

基于BP神经网络的城镇污水厂活性炭自动投加系统研究

近年来,活性炭吸附技术逐渐成为深度处理的主流技术,但粉末活性炭投加系统仍处于人工控制阶段,现场需要技术人员依靠经验确定活性炭投加量,易造成出水水质不稳定、活性炭药耗大等问题.以浙江省嘉善县某城镇污水处理厂的深度处理工艺为研究背景,以粉末活性炭投加系统为研究对象,针对活性炭投加控制系统滞后、非线性、复杂等问题,建立了BP神经网络前馈预测-PID反馈控制的自动投加控制系统.实践证明,该系统具有较强的自适应能力和较高的控制精度,出水COD达标率较人工控制提高了8.88%,活性炭日均消耗量削减了16.61%,取得了较好的经济效益.     

交流阻抗法研究苯酚在Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极上的电化学行为

采用溶胶-凝胶法合成Sb3+,Ce3+掺杂SnO2胶体前驱体,分别经XC-72R碳黑吸附后制备出一系列碳载氧化物复合电催化剂.利用电化学交流阻抗法(EIS)测试Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极的交流阻抗值及随电位和不同苯酚浓度的变化情况.实验结果表明,随着施加在工作电极的电位升高,苯酚氧化的阻力减小;苯酚浓度越大,钝化膜越厚,苯酚氧化的阻力越大.     

基于CaCO3/SiO2复合粒子的超疏水表面制备

通过表面化学修饰,制备了超疏水CaCO3/SiO2复合粒子,并用接触角测量仪检测疏水性能,当CaCO3与纳米SiO2质量比小于10：1时,可以制得超疏水复合粒子.基于表面修饰的CaCO3/SiO2复合粒子,对亲水涂料进行改性,当CaCO3与纳米SiO2质量比小于6：1时,可以制得超疏水涂层,且涂层疏水性随复合粒子加入量的增加而增大.同时,采用扫描电镜、红外光谱和热重分析等对复合粒子进行结构表征,探讨了基于CaCO3/SiO2复合粒子制备超疏水表面的机理.     

陶粒-普通混凝土双层组合路面层间应力及弯沉分析

为研究陶粒-普通混凝土双层组合路面的层间应力及弯沉, 首先进行Z型组合试件的粘结性能试验, 并利用ANSYS软件建立陶粒-普通混凝土双层组合路面模型, 分析车辆在匀速和制动工况下组合路面的层间应力及弯沉分布; 还进一步研究了增设Z型钢筋网对组合路面层间粘结性能的加强作用. 结果表明: 陶粒-普通混凝土双层组合路面具有较理想的层间粘结性能和较小的变形; 增设Z型钢筋网可进一步减小层间应力和变形, 加强整体粘结性能.     

晶须增强金属复合材料电镜样品中的弹性弛豫

用有限元数值计算的方法研究了晶须增强金属复合材料电镜样品中，自由表面引起的弹性弛豫对材料中界面附近弹性应变的影响，利用电子衍射动力学理论模拟了这种弹性应变引起的会聚束电子衍射图中衍射线的宽化与分裂情况，计算结果与实验相符．并讨论了由薄膜样品中弹性应变的测定结果推算出大的块体复合材料中界面微观应变场的可能性     

铝合金非等界面复合板的轧制可行性分析

基于ANSYS LS/DYNA仿真软件, 探究不同压下率、轧制温度对铝合金非等界面复合板的影响规律, 并通过热轧实验对非等界面复合加以验证. 结果表明: 随着压下率的增大, 垂直压应力也随之增大, 同时垂直压应力呈现流道附近最大, 两端边部最小; 轧制过程中的上下板垂直应力变化趋势一致, 通过最大垂直应力与变形抗力比值分析得出边部区域复合较为困难. 热轧温度在400℃、430℃时, 边部界面在压下率为30%时就能完全复合, 此温度利于复合板复合; 热轧温度在460℃时, 边部界面在压下率为50%时才能完全复合, 不利于复合. 选用仿真优化参数组, 通过实验对比取样发现, 在微观下看到明显的复合界面与非复合界面的交界处, 说明非等界面复合板成功复合, 这为其他金属非等界面复合判断分析提供了理论基础.     

壳聚糖/壳聚糖季铵盐复合膜的性能研究

以戊二醛为交联剂，在壳聚糖膜上涂敷壳聚糖季铵盐(HACC)，制备了壳聚糖／壳聚糖季铵盐复合膜，并研究了壳聚糖季铵盐的取代度和戊二醛用量对复合膜各种性能的影响．用盐酸环丙沙星作为模型药物进行膜后载药，探讨了复合膜的药物缓释性能．结果表明：随交联剂用量增加复合膜的抗张强度先增后减，当交联剂用量为壳聚糖季铵盐用量的0．2％时，干、湿膜的抗张强度最大；所有复合膜的吸水率和抑菌性均较壳聚糖膜有所提高，且随着取代度增大，膜的吸水率和抑菌性增加；膜的吸水率和抑菌性随着交联剂用量增加而下降．膜的载药量随取代度和交联剂用量的增加而变小，载药膜有较好的药物缓释性能，药物释放可达180h．     

改性纳米TiO2固相光催化降解废弃聚氯乙烯

用偶联剂改性的纳米TiO2作催化剂，采用包埋法制备了一种新型的可光催化降解的纳米PVC-M-TiO2复合薄膜．在空气中紫外光照的条件下进行了该薄膜的光催化降解实验，并与以末改性的TiO2为催化剂的PVC-Un-TiO3复合薄膜的降解效率进行了比较，利用光照失重、傅立叶红外（FT-IR）光谱和扫描电子显微镜（SEM）等方法对光照前后复合薄膜进行厂分析表征．实验结果表明PVC-M-TiO2复合薄（TiO2质量百分含量为2％）膜在空气中能被有效的降解，连续光照480h后降解效率达到36．9％，明屁高于纯膜及未改性的PVC-Un-TiO2复合膜。