二氧化钒/泡沫镍—体化电极材料的制备及其电化学特性研究

采用五氧化二钒,草酸和泡沫镍作为原料,经一步水热反应法,成功制备出二氧化钒/泡沫镍一体化电极.X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)用来表征二氧化钒/泡沫镍电极材料的物相和形貌.结果显示,当草酸浓度为0.1 mol·L-1时,制备的二氧化钒具有纳米片状结构,其厚度为80 ～ 140 nm.电化学结果显示,二氧化钒/泡沫镍一体化电极材料,其比电容高达3.99 F·cm-2(在电流密度为1 mA·cm-2),这是由于生长在泡沫镍上片状二氧化钒具有高的比表面积.经过2000次的循环后,二氧化钒/泡沫镍电极的比电容仅损失9.95;,显示很好的循环稳定性.     

钒酸铜空心纳米结构的制备及电化学性能

以CuSO4·5H2O和NH4VO3为原料,聚苯乙烯(PS)微球为模板,采用模板法制备了具有空心结构Cu3V2O7(OH)2·2H2O材料.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对不同结构的Cu3V2O7(OH)2·2H2O的组成和形貌进行了表征.实验发现通过控制反应温度及反应体系的pH值可实现对Cu3V2O7(OH)2·2 H2O材料微观结构及形貌的良好控制.电化学性能测试表明:不同结构的Cu3V2O7 (OH)2·2H2O材料其放电性能存在着明显的差异,具有蜂窝状结构的Cu3V2O7 (OH)2·2H2O展现出较高的放电比容量,25℃条件下其首次放电容量可达到489 mAh/g.     

星状金纳米晶的制备及应用研究进展

主要介绍了新型星状金纳米晶的研究进展,介绍了其主要的制备工艺,阐述了星状金纳米晶在药物运载与释放、催化、及SERS增强方面的显著应用;同时简略介绍了一些其他贵金属星状纳米晶的应用性能.制备中通过添加不同贵金属晶种、还原剂与表面活性剂,控制[金属盐溶液浓度]/[晶种数目]的摩尔比,调节星状纳米晶尖端长度与数目;同时对不同贵金属星状纳米晶的应用前景进行了展望.     

酸度控制的不同MnO2的水热制备及电化学性能

以KMnO4为锰源、CO(NH2)2为还原剂,通过水热反应制备MnO2,考察了体系酸度对产物结构和形貌的影响,应用X-射线衍射、扫描电镜和N2吸-脱附技术对产物进行表征.结果表明,在0～1 mol/L H2 SO4溶液中,制备了颗粒状、球形、纤维状和海胆状MnO2,前两种MnO2为层状结构,后两种MnO2具有隧道结构.海胆状MnO2的比表面积高达95 m2/g.电化学测试结果显示,在0.1 A/g的电流密度下,海胆状MnO2首次放电比容量达到1318.8 mAh/g.恒流充放电140次后,容量保持率为74;.     

C、N、F掺杂对VO2电子结构影响的研究

二氧化钒(VO₂)是一种热至变色材料,在临界温度340 K有金属-半导体相变.第一性原理计算结果发现:C、N、F元素以1.56;、3.13;、4.69;的原子浓度掺杂M1相VO₂的带隙Eg1降低到0.349～0.612 eV,其中氮元素以4.69;的浓度掺杂VO₂的带隙Eg1最小(0.349 eV).在C、N、F掺杂M1相VO₂体系中,3.13;的N掺杂可以有效降低相变温度,并且对可见光透过率影响不大,所以3.13;的N原子掺杂VO₂可以在实际中应用.     

α-Ni(OH)2三维花状纳米结构构建及其电化学性能研究

通过水热合成实现三维花状纳米结构α-Ni(OH)2和正多面体结构Ni(HCO3)2的制备,研究其特殊形貌对电极材料充放电性能的影响.结果表明:三维花状纳米结构的电极材料比电容较高,电流密度为2.0A·g-1时,比电容最高为1212.12 F·g-1,电流密度为1.0A·g-1时循环10000次后的容量保持率为76;.由于α-Ni(OH)2三维花状结构中较薄的纳米片厚度,极大的增加了活性物质与电解液的接触面积,为电解液中离子顺畅进出材料内部提供了便利,使得赝电容反应更加充分,有利于电化学性能的迅速提升.     

用于超级电容器的二硫化钼纳米片制备及电化学性能研究

以钼硫摩尔比为1∶15的钼酸钠和硫脲为原料,采用高温固相法结合球磨的方法制备二硫化钼(MoS₂)纳米片并用于超级电容器。利用热重-差示扫描量热、X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的热稳定性、物相及微观形貌进行表征,并采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等技术测试样品的电化学性能。结果表明：经过750℃烧结并于700 r·min^-1转速下球磨10 h所制的MoS₂层数为88层;在充放电电流密度为0.5和1 A·g^-1条件下,该样品比电容分别为82.4和60.9 F·g^-1(优于球磨前的54.6和24.0 F·g^-1),经过2 000次充放电循环,比电容保持率达92.4%。     

纳米纤维结构对石墨/纳米碳纤维复合材料电化学性能的影响

为了实现石墨/纳米碳纤维复合材料用作锂离子电池负极材料的商业化应用,本实验采用了化学气相沉积在石墨颗粒表面原位生长纳米碳纤维包覆的方法制备了石墨/纳米碳纤维复合材料,利用拉曼、扫描电镜以及高分辨透射电镜等手段对纳米碳纤维包覆层中纤维的形貌与微观结构进行研究.研究结果表明:550℃下生长的板式结构的纤维嵌锂容量要高于600℃生长的无序结构和650℃生长的管状结构纤维;纳米碳纤维优良的导电性能能够复合材料的倍率性能;此外,复合材料中纤维比例在5;左右时,循环稳定性好,首次循环库伦效率也较高.     

Zn3(VO4)2微米球的制备及其光吸收性能

以硝酸锌及偏钒酸铵为原料,采用沉淀法结合高温热处理获得了Zn3(YO4)2微米球结构.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的物相组成和微观结构进行了表征;通过热重-差热分析(TG-DTA)对前驱体分解过程和分解温度进行了研究.结果表明:硝酸锌与偏钒酸铵混合后通过沉淀反应首先获得了Zn3V2O7(OH)2-2H2O微米球,前驱体经350℃煅烧后生成了Zn3(VO4)2微米球,该微米球由厚度约为80 nm的纳米片组装而成,推测其形成机理为各向异性生长和自组装Oswald熟化过程的结合.实验发现沉淀过程的反应温度及体系pH值对Zn3(VO4)2材料的形貌具有一定的影响作用.紫外-可见漫反射测试(UV-vis DRS)表明Zn3(VO4)2微米球在紫外光区具有较强的吸收性能,通过计算得出Zn3(VO4)2微米球的光学带隙为3.09 eV.     

α-Fe2O3单晶纳米片的制备及其电化学性能研究

以FeSO4·7H2O为铁源,CTAB为表面分散剂,采用便利的水热合成法成功制备了高性能α-Fe2O3单晶纳米片.利用X射线衍射、扫描电镜和恒流充放电测试等手段对材料的物相、微观形貌和电化学性能进行表征.结果表明,在200 mA/g电流密度下,α-Fe2O3单晶纳米片的起始不可逆容量损失较小;在100次循环后,α-Fe2O3单晶纳米片仍然约有875 mAh/g的充放电比容量,库伦效率保持在98;以上;在2000 mA/g的大倍率条件下,材料的充放电比容量依旧可达643 mAh/g左右,表现出十分良好的循环稳定性和可逆性能.     

CoS2正极材料制备及电化学性能

以CoCl2·6H2O和CS(NH2)2为水热前驱物,在不同pH值下制备了CoS2粒子,对CoS2的物相组成、微观形貌、热稳定性和正极材料电化学性能进行表征和测试.结果表明,CoS2粒子在酸性和碱性溶液中形核生长机制不同,当pH =5和pH=10时分别获得黄铁矿结构CoS2粒子其形貌为类球形和不规则块状,对应热分解温度为650℃和610℃.在100 mA/cm2放电时,两种形貌CoS2正极材料的电化学性能基本相近;800 mA/cm2放电时,类球形CoS2放电比容量较块状CoS2高9.65;,并具有优于后者的高初始放电电压及低内阻特性.     

Electrochemical performance of B and M phases VO2 nanoflowers

VO₂ exists in four phases, among which, the M/R phase VO₂ is well known for its reversible metal‐semiconductor phase transition at about 68 °C, and VO₂ (B) is a promising candidate cathode material to be applied in aqueous lithium‐ion battery owing to its proper electrode potential and layered structure. In this study, VO₂ (B) nanoflowers was synthesized via one‐step hydrothermal process and then successfully transformed into the VO₂ (M) by heat treatment. Electrochemical behaviors of the two samples were evaluated by cycling discharge and cyclic voltammetry (CV). The results showed that flower‐like VO₂ (B) had the first discharge capacity of 180.33 mAhg‐1, an outstanding value of 52.8% for the capacity retention after 50 cycles. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

原位合成ZrO2/TiB2复相陶瓷材料的制备及性能

以3Y-ZrO2为基体,用TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了ZrO2/TiB2复相陶瓷材料,测试和分析了复合材料的抗弯强度、维氏显微硬度和断裂韧性。结果表明:原位生成的TiB2对基体起到较好的增韧补强作用。当TiB2的质量分数为30%时,复合陶瓷的综合力学性能最好,其抗弯强度、维氏显微硬度及断裂韧性分别达到1060 MPa、14.5 GPa和11.2 MPa.m1/2。     

电化学沉积制备二氧化钒反蛋白石光子晶体

通过电化学沉积方法向PS胶体晶体模板缝隙中填充五氧化二钒,焙烧去除模板后,在真空度小于10-2Pa,温度510℃下退火12 h,得到具有特定应用价值的二氧化钒反蛋白石(opal)光子晶体.用扫描电镜观察样品的微观形貌,用X射线衍射分析样品成份.实验结果表明,通过电化学沉积制备出的二氧化钒反蛋白石光子晶体,相变电阻突变数量级在2～3之间,相变温度62℃左右.     

Low-E/VO2复合镀膜玻璃的制备与性能研究

采用磁控溅射方法在单银Low-E玻璃基底上制备了ASV(Low-E膜系/SiO2/VO2)以及ASVS(Low-E膜系/SiO2/VO2/SiO2)复合膜系,得到可热致变色的近红外隔绝膜系.通过UV-NIR分光光度计、XPS、XRD、SEM,研究了VO2厚度以及SiO2增透层对膜系的透过、隔热性能的影响.结果表明,在20～90℃范围内,ASV膜系的红外平均透过率Tnir随温度升高降低,随着VO2厚度的增加,Tnir下降,选择系数Q先上升后下降.VO2厚度为50 nm时,90℃近红外隔绝性能增幅ΔTnir为18.56;,Q达到96.59;.相较ASV膜系,ASVS膜系的可见光透过率提升16.88;,90℃的Tnir不变.Q达到102.4;,性能优于ASV膜系.     

CNTs/SBS/PANI复合电极材料的制备与电化学性能研究

本文以过硫酸铵为引发剂,植酸为掺杂酸,在溶液中原位聚合合成了碳纳米管(CNTs)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)/聚苯胺(PANI)复合电极材料。通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对电极材料的结构和微观形貌进行了表征。通过循环伏安法(CV)、交流阻抗谱(EIS)、恒电流充放电(GCD)等电化学手段对材料的电化学性能进行了表征。结果表明:与SBS/PANI复合材料相比,CNTs/SBS/PANI复合电极材料具有更高的比电容、循环稳定性和倍率性能。当CNTs的加入量占苯胺单体质量百分比为3%,在扫描速率为5 mV/s时,CNTs/SBS/PANI复合电极材料的比电容最大为356.7 F/g。     

掺杂VO2薄膜的相变机理和光电特性研究

本文采用V2O5粉和MoO3粉为原料,通过无机溶胶-凝胶法制备掺Mo6+的VO2薄膜.实验采用XRD和XPS等研究手段,对掺杂薄膜的物相组成、价态、相变温度、电阻突变量级和相变前后的光透过率进行了测试.结果发现:所制备的掺杂薄膜其主要成份是VO2,掺入的MoO3结构未发生改变,掺杂薄膜随MoO3含量的增加其相变温度明显下降,但其电阻突变量级和光透过率的突变量亦随之降低,其中,电阻突变量级的下降趋势更显著,不过只要MoO3掺杂量不高于5;时,掺杂薄膜的电阻突变仍可保持2个量级以上,而且红外光透过率的突变量仍保持较高.分析认为,薄膜中掺入的MoO3与VO2可以互溶,从而可作为施主组元降低VO2能带结构中的禁带宽度,改变其光电特性.     

烧结工艺参数对Al2O3/SiC陶瓷刀具材料微观结构及力学性能的影响

烧结工艺参数对陶瓷刀具材料的机械力学性能具有重要影响.利用正交试验法研究了烧结温度、烧结压力和保温时间三个工艺参数对Al2O3/SiC陶瓷刀具材料微观结构及力学性能的影响.用极差分析法对正交试验结果进行了分析.结果表明烧结温度是影响Al2O3/SiC陶瓷刀具材料机械力学性能最重要的因素,其次是烧结压力和保温时间;刀具材料的断口形貌表明烧结工艺参数,尤其是烧结温度对微观组织结构和力学性能具有重要影响.正交试验结果和微观组织结构形貌分析具有很好的一致性.