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1.
采用第一性原理方法研究了H2分子在两种Li3N(100)晶面的表面吸附情况. 通过研究Li3N(100)/H2体系的吸附位置、吸附能和电子结构, 发现H2分子在Li3N(100)晶面主要是化学吸附, 但也可以发生物理吸附. 在表面终止原子为Li和N的Li3N(100)表面, 吸附的最稳定结构中H2分子被解离, 最终H原子分别趋于两个N原子的顶位, 形成两个NH基, 吸附能为5.157 eV, 属于强化学吸附|此时H2分子与Li3N(100)表面的相互作用主要源于H1s轨道与Li3N表层N原子的2s, 2p轨道重叠杂化的贡献, 且N-H键为共价键. 在表面终止原子为Li的Li3N(100)表面, 吸附的最稳定结构中H2分子也被解离, H原子趋于穴位, 吸附能为2.464 eV, 也属于强化学吸附|此时Li和H之间为较强的离子键相互作用. 相似文献
2.
锂离子负极材料Li4Ti5O12具有资源与性能等方面的优势,正在成为新一代储能和动力领域的研究重点.本文综述了掺杂离子在晶格中所处的不同取代位置及本身性质对Li4Ti5O12结构和性能的影响.取代Li的位于四面体(8a)位置的掺杂元素阻碍锂离子的扩散;取代Li的位于八面体(16d)位置的掺杂元素会影响Li离子在晶格中的分布;取代Ti的位于八面体(16d)位置的掺杂元素会影响Li4Ti5O12的结构稳定性;取代O的位于八面体(32e)位置的掺杂元素会影响Li4Ti5O12的导电性.一定条件下在Li4Ti5O12中掺入高价态的元素取代Li+、Ti4+、O2-,均能提高Li4Ti5O12电子导电能力.掺杂元素各异的能带结构和氧化还原行为会影响Li4Ti5O12的电化学反应过程.掺杂元素的离子半径和最终能够进入晶格的数量会改变Li4Ti5O12的晶格常数和微观组织形貌. 相似文献
3.
以Li2CO3和SiO2为原料,通过高温固相合成法合成了CO2捕集剂Li4SiO4,并用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成的材料在CO2捕集前后的晶相变化以及微观结构进行了表征。通过热重分析仪(TGA)研究了Li4SiO4材料吸附CO2的性能,并在小型热态实验台架上进行了CO2热态捕集实验。实验结果表明,Li4SiO4对CO2的捕集性能受Li4SiO4合成温度、CO2的吸附温度以及气体中CO2含量的影响,在700 ℃下制得的Li4SiO4具有最佳的CO2吸附特性,最大吸附增量可达34%。Li4SiO4的吸附能力随着CO2含量和吸附时间的增加而增加,当CO2浓度分别为75%、67%、60%时,700 ℃ Li4SiO4对CO2最大吸附量分别可达6.68 mmol/g、3.37 mmol/g、2.02 mmol/g (理论量8.33 mmol/g)。 相似文献
4.
Yiseul Yoo Giseung Lee Min-Gi Jeong Hun-Gi Jung Sunghee Shin Dongjin Byun Taeeun Yim Hee-Dae Lim 《Journal of Energy Chemistry》2022,(2):646-653
Regulation of the Li2CO3 byproduct is the most critical challenge in the field of non-aqueous Li–O2 batteries.Although considerable efforts have been devoted to preventing Li2CO3 formation,no approaches have suggested the ultimate solution of utilizing the clean Li2O2 reaction instead of that of Li2CO3.Even if extremely pure O2 is used in a Li–O2 cell,its complete elimination is impossible,eventually generating CO2 gas during charge.In this paper,we present the new concept of a CO2-adsorbent spongy electrode(CASE),which is designed to trap the evolved CO2 using adsorption materials.Various candidates composed of amine functional groups(–NH2)for capturing CO2 were screened,with quadrapurebenzylamine(QPBZA)exhibiting superior CO2-adsorbing ability among the proposed candidates.Accordingly,we fabricated the CASE by sandwiching QPBZA between porous carbon layers,which facilitated the transport of gaseous products.The new electrode was demonstrated to effectively capture the evolved CO2 during charge,therefore altering the reaction pathways to the ideal case.It is highly advantageous to mitigate the undesirable CO2 incorporation in the next discharge,resulting in improved cyclability.This novel concept of a CO2-sponging electrode provides an alternative route to the realization of practically meaningful Li–O2 batteries. 相似文献
5.
《分子科学学报》2015,(5)
采用密度泛函理论对Li以不同覆盖度吸附在石墨烯表面上时系统的结构稳定性和场发射性能进行了计算.计算结果表明:Li吸附在石墨烯表面的碳六元环的中心位置时系统的能量最低,随着Li的覆盖度增加,碱金属与石墨烯之间的吸附作用逐渐减弱.在(4×4)R0°结构中,由于碱金属Li的修饰作用,Li/石墨烯体系的功函由原来的4.625eV降至3.156eV,但是随Li的覆盖度增大,系统的功函反而上升.电荷分布和态密度结果表明:随Li覆盖度增大,碱金属Li—Li之间的排斥作用逐渐增强,这不仅导致金属向石墨烯转移电子数逐渐减少,同时还使得Li层的功函较纯Li金属表面功函明显增加,这是Li/石墨烯的功函不会因Li覆盖度增加而单调递减的原因. 相似文献
6.
Haochang Zhang Zhaozhe Yu Hannan Chen Yongjian Zhou Xiao Huang Bingbing Tian 《Journal of Energy Chemistry》2023,(4):348-356
All-solid-state Li batteries(ASSLBs) with solid-state electrolytes(SSEs) are exciting candidates for nextgeneration energy storage and receive considerable attention owing to their reliability. Halide SSEs are promising candidates due to their excellent stability against 4 V-class layered cathodes. Compared with Li3InCl6 or Li3ScCl6, the low ionic conductivity of Li2ZrCl6(LZC) is a challenge despite its low raw-material cost. Here... 相似文献
7.
通过加热摩尔比为12:7的LiH/Si球磨混合物,避免了Li与Si之间巨大的熔点差异,成功制备了晶态Li12Si7合金,研究了其电化学性能和储锂机制. 发现Li12Si7在0.02 ~ 0.6 V的嵌脱锂过程中,只发生晶胞体积的变化,而不产生相变,呈现出明显的固溶储锂机制. 该固溶储锂机制的存在,有效抑制了Si基负极材料嵌脱锂过程中由于相变导致的体积效应,使得晶态Li12Si7在0.02 ~ 0.6 V电压范围内具有显著改善的电化学性能,其首次库伦效率高达100%,30次循环后的可逆容量保持率约为74%,分别优于相同条件下原始Si电极的55%和37%. 相似文献
8.
通过N-丁基-N-甲基哌啶双(氟磺酰)亚胺盐离子液体和双(氟磺酰)亚胺锂盐修饰了Li|Li10GeP2S12界面,并研究了界面的改性效果.研究结果表明,在界面处原位生成一层致密的固体电解质界面膜(SEI),具有一定流变性的离子液体可渗透到Li10GeP2S12晶粒内部;在0.1 mA/cm2的电流密度下,界面改性后的Li|Li10GeP2S12|Li对称电池可稳定循环1500 h以上,极化电压仅为30 mV.在2.5~3.6 V电压范围内,Li|Li10GeP2S12|LiFePO4电池在0.2C倍率下充放电循环的首次放电比容量为148.1 mA·h/g,库仑效率为95.8%,经过30次循环后容量保持率为90.1%. 相似文献
9.
在288.15~323.15 K温度范围内,采用诱导期测定法研究了碳酸锂(Li2CO3)在有无添加NaCl的Li Cl-Na2CO3过饱和溶液中的成核动力学.通过OLI电解质与水化学物性分析软件内嵌的全组分模型严格计算Li2CO3在溶液中的过饱和度,研究了温度、过饱和度和Na Cl的添加量对Li2CO3成核诱导期的影响,并结合经典初级成核理论计算了活化能、固-液界面张力和接触角等成核动力学参数.结果显示,在相同的过饱和度下,Na Cl的添加使得Li2CO3的成核诱导期增长;添加Na Cl后Li2CO3成核反应的活化能从63.69 k J/mol(溶液中Cl?的超额含量Y=0)增加到72.85 k J/mol(溶液中Cl?的超额含量Y=0.5),表明Na Cl的添加抑制了Li... 相似文献
10.
采用溶胶凝胶及高能球磨制得Li3Fe2(PO4)3/C材料,利用多种物理及其电化学技术观察材料形貌,表征材料结构及电化学性能,用电化学原位XAFS等初步研究Li3Fe2(PO4)3/C超理论容量电化学反应机理. 结果显示,Li3Fe2(PO4)3/C的结构为单斜晶系,空间群P21/n. 2.0 ~ 4.0 V电位区间,10 mAh·g-1电流密度,Li3Fe2(PO4)3/C电极的首周期放电比容量为129 mAh·g-1,达到其理论容量. 若电位区间拓宽至2.0 ~ 4.95 V,其首周期放电比容量高达165 mAh·g-1,超出理论的“额外”容量30%. 电化学原位XAFS测试未观察到明显的Fe3+/Fe4+氧化还原对参与电化学反应,初步推测“额外”容量可能来自于该复合材料的高浓度表面缺陷. 相似文献
11.
采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法对CO分子在α-Al2O3(0001)以及γ-Al2O3的(100)、(110C)、(110D)表面上的吸附构型和电子结构进行系统研究.计算结果表明,CO倾向于选取C端吸附在表层Al原子上,并主要通过其5σ轨道与表面发生作用,吸附后部分电子从CO转移到底物,导致各Al2O3表面功函均发生不同程度的下降,与气相相比,吸附后CO分子的C-O伸缩振动频率均发生蓝移.通过对比CO在各表面上的吸附情况,可以看出CO可作为检测Al2O2不同类型表面活性中心的有效探针分子. 相似文献
12.
分子结构设计是开发新化合物和通过原子尺度操纵优化晶体结构的一种引人注目的策略. 在这个工作中, 利用分子工程的思想, 基于SBBO结构, 成功设计并合成两个新型氟碳酸盐KMgLi2(CO3)2F和RbMgLi2(CO3)2F. 在两个结构中, a-b平面是由CO3和LiO3F阴离子基团组成的无限[Li3C3O6F3]∞层, 进一步相邻的层通过F原子连接形成一个独特的[Li6C6O12F3]∞双层. 这种结构特征对改善晶体的层状生长习性和消除晶体的多晶性有很大的帮助. 光学测试表明, 该系列晶体具有大的双折射和短的紫外截止边, 是深紫外双折射晶体良好的候选材料. 相似文献
13.
采用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C. 通过恒电流充放电测试、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等方法, 研究了Li3V2(PO4)3/C 在不同电压区间的电化学行为(3.0-4.5 V和3.0-4.8 V). 结果表明, 3.0-4.8 V电压区间的循环性能和倍率性能均不及3.0-4.5 V电压区间的. 3.0-4.5 V区间0.1C (1C=150mA·g-1)倍率首次放电比容量为127.0 mAh·g-1, 循环50次后容量保持率为99.5%, 而3.0-4.8 V区间的分别为168.2 mAh·g-1和78.5%. 经过高倍率测试后再回到0.1C倍率充放电, 3.0-4.5 V和3.0-4.8 V的放电比容量分别为初始0.1C倍率的99.0%和80.7%. 经过3.0-4.8 V电压区间测试后, 少部分第三个锂离子能够在低于4.5V的电压脱出, 使3.0-4.5 V电压区间的放电比容量提升了7.4%. CV结果表明3.0-4.8 V区间的容量损失主要表现为第一个锂离子的不可逆损失. 极片的X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析测试结果表明经过3.0-4.8 V测试后, Li3V2(PO4)3的结构发生了轻微的改变. 电感耦合等离子体(ICP)测试结果表明循环后的电解液中含有少量的V. 结构变形和V溶解可能是Li3V2(PO4)3在3.0-4.8 V区间容量衰减的主要原因. 相似文献
14.
采用高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)技术, 结合不同长度的探针分子, 通过电化学调控研究了Fe电极在离子液体中的表面增强因子、零电荷电位、界面吸附及界面双电层结构. 利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术提高表面吸附物种的拉曼信号, 降低高浓度本体的信号干扰, 研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)离子液体本身在Au@SiO2修饰的Fe电极表面的吸附行为. 结果表明,[BMIm]BF4在Au@SiO2修饰的Fe电极表面的吸附行为随电位变化而变化. 在-1.3 V以正区间, 咪唑阳离子以垂直吸附为主, 随电位负移逐渐倾斜甚至平躺吸附于电极表面; 当电位负至-2.3 V, 咪唑阳离子还原成卡宾. 再分别以不同分子长度的硫氰根(SCN-)和4-氰基吡啶(4-CNPy)为探针分子, 发现SCN-在[BMIm]BF4中以N端吸附在纯Fe电极上, 三键频率随电位变化的速率, 即Stark系数为17 cm-1/V; 4-CNPy以吡啶环上的N垂直吸附于Fe电极上, 频率保持不变, 即Stark系数接近零. 以上结果表明, 在离子液体中电极界面双电层与水体系的差别较大, 电位主要分布在电极紧密层中, 几乎无分散层存在. 此外, 还计算了[BMIm]BF4中Fe电极的增强因子约为1.5×102. 相似文献
15.
应用衰减全反射表面增强红外吸收光谱法分别研究了0.1 mol•L-1 HClO4中对硝基苯甲酸(PNBA)和0.1 mol•L-1 KClO4中吡啶(Py)在铂电极上的吸脱附. 结果表明在较高电位下(0.3~0.7 V vs. SCE) PNBA是通过其羧基脱质子后羧酸根的两个氧原子等位吸附在Pt电极表面, 而随着电位的负移, 除PNBA逐步脱附外, 还呈现出单个氧原子吸附的谱学特征. 光谱强度与电位的关系表明PNBA在铂电极表面吸脱附的中间电位约为0.2 V vs. SCE. 吡啶的吸附主要是通过氮原子的孤对电子及脱氢后的α碳原子与Pt电极表面键合. 在较宽的电位区间(0.4~-0.4 V vs. SCE)吡啶的吸附方式和取向基本维持不变. 相似文献
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采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论, 对不同Li原子覆盖度下Li/Si(001)体系的吸附构型、电子结构以及吸附Li原子对表面性质的影响进行了系统研究. 计算结果表明, 在所考察的覆盖度范围内, Li原子倾向于吸附在相邻两个Si-Si二聚体之间各种对称性较高的空穴位, 其中覆盖度为0.75 ML(monolayer)时具有最小的平均吸附能. 由能带结构分析结果可知, 随着覆盖度的增大, Si(001)表面存在由半导体→导体→半导体的变化过程. 在覆盖度为1.00 ML时, 由于表层二聚体均受到显著破坏, 使得体系带隙明显增大. 吸附后, 有较多电子从Li原子转移到底物, 导致Si(001)表面功函显著下降, 并随着覆盖度的增加表面功函呈现振荡变化. 此外, 从热力学稳定性角度上看, 覆盖度为0.75 ML的Li/Si(001)表面较难形成. 相似文献
17.
太阳能驱动水裂解产氢是一种绿色能源技术,用于制备可再生和零碳排放燃料以实现可持续能源生产.近期,氮化碳(g-C3N4)同素异形体C3N5的出现克服了g-C3N4的固有缺点,如光生载流子快速复合和可见光吸收差,而导致极低的光催化效率.本文将硼掺杂剂通过原子替换或间隙掺杂的方式引入到C3N5体系中,并利用密度泛函理论对纯C3N5和硼掺杂C3N5体系进行计算,考察了硼原子对C3N5电子和光学性能的影响以及其催化析氢反应(HER)机理.热力学计算结果表明,硼原子掺杂在C3N5体系中是可行且有利的.在N3位氮原子被硼原子取代(BN3-C3N5)后,带隙(0.6 e V)变窄.与纯C 相似文献
18.
在玻碳电极上采用吸附法制备了四溴代酞菁钴(CoPcBr4)、酞菁钴(CoPc)和四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴(CoPc(OC8H17)4)修饰电极。利用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了修饰电极在酸性介质中对分子氧的电催化还原,比较了不同取代基的酞菁钴对电催化性质的影响。结果表明,它们对分子氧还原均具有良好的电催化活性,其中酞菁钴和四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁钴对O2的催化是2电子还原生成H2O2,与裸电极相比,O2的还原峰电位分别向正方向移动了0.33和0.48 V。而四溴代酞菁钴修饰电极在-0.1和-0.7 V附近产生的2个还原峰,说明它催化O2到H2O2的还原以后还可以促进H2O2继续还原到H2O,最终实现O2的4电子还原。 相似文献
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基于高温裂解光刻胶制备的碳薄膜(PPF)是一种新型的性能优异的碳基电极. 为了拓展其在功能器件中的应用, 利用电化学重氮还原法在PPF电极表面生长了三氟甲基苯胺重氮盐(CF3-PD)和对氨基苯甲醚重氮盐(OCH3-PD)两种组分的混合膜. 通过调节两组分溶液在混合膜中的摩尔浓度比例, 实现了对PPF电极功函的可控调节. 紫外光电子能谱(UPS)和开尔文探针显微镜(KPFM)对修饰前后PPF电极功函(?)的表征表明, 随着混合溶液中CF3-PD组分的摩尔分数从0增至100%, PPF电极的?(4.75 eV)从4.5 eV梯度增至5.14 eV. 研究结果实现了可在一定范围内“定制”PPF电极功函, 为碳膜电极在分子光电器件中的应用奠定了基础. 相似文献