微纳加工技术在超微电极制备中的应用

从电极材料、绝缘材料、薄膜的图形化等方面,评述了微纳加工技术在单超微电极和超微电极阵列制备中的应用。在单超微电极的制备中,随着微纳加工技术的引入,可以实现具有规则几何形状和微小电极尖端的单超微电极的重复性制备。     

超微电极技术的发展现状

本文在阐述超微电极技术相关原理的基础上,总结了超微电极的特点、类型及研究方法,综述近十年来超微电极的制备与应用进展,并介绍了超微电极的发展现状。     

金属氧化物电化学电容器

电化学电容器是一类利用电化学双电层或电极材料在电极表面及体相发生的氧化还原反应而存储能量的装置，具有高比能量、良好的可逆性和长循环寿命。金属氧化物电极目前主要有贵金属氧化物和过渡金属氧化物。本文简要介绍了金属氧化物电化学电容器的储能机理、特点及应用，总结了电极材料的制备及改性方法；并简要评述了电极材料的研究进展。     

CdS超微粒子薄膜电极的光电化学特性

采用电化学方法制备了含不同粒度的ＣｄＳ超微粒子薄膜电极，应用表面光电压谱和光电化学技术对电极的光电化学特性进行了研究。结果表明，这些电极具有明显的量子限域效应，同体相材料相经，ＣｄＳ超微粒子萍奄极显示出较高的光电响应，说明该薄膜电极具有独特的光电压和电荷传输机理。     

超微电极测定单细胞中神经传质的进展

本文评述了近年来用超微电极测定单细胞中神经传质的沿革，方法及进展，着重介绍了超微碳纤维电极的制备以及用超微碳纤维电极测定单细胞中神经传质的技术步骤，对存在的问题，应用前景和该方法进一步发展的方向进行了探讨。     

石墨烯基杂化材料在微生物燃料电池电极中的应用

微生物燃料电池（MFC）是利用生物催化剂将污水有机物中的化学能直接转化为电能的技术,因其功率密度和能量转化效率低,电极制作成本高,限制了其大规模实际应用。因此如何提高电极的催化性能并降低电极制作成本成为MFC的研究重点方向。由于石墨烯基杂化材料具有良好的导电性和催化特性,因此石墨烯基杂化材料成为在MFC电极应用中的热点之一。本文综述了近年来MFC石墨烯基杂化电极材料的最新研究进展,重点讨论了改性石墨烯电极、金属及非金属/石墨烯杂化电极、金属氧化物/石墨烯杂化电极、聚合物/石墨烯杂化电极和石墨烯凝胶电极的设计思路和制备方法及其催化性能,着重分析了石墨烯基阳极和阴极杂化材料对MFC产电性能的影响。最后对石墨烯基杂化材料在MFC应用中存在的问题及研究前景进行了总结和展望。     

用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料的研究进展

锂离子电池电极材料在充放电过程中由于锂离子嵌入和脱嵌,电极材料在膨胀和收缩过程中极易粉化而导致电池失效.无机中空纳米材料具有较高的比表面积,可调的空腔体积以及壳层厚度,并且每一个中空颗粒都可以作为一个微反应室,从而增加了反应界面,作为锂电池电极材料,无机中空纳米材料能够适应充放电过程中颗粒的膨胀和收缩,表现出优异的性能.面对传统模板法的局限性,基于Kirkendall效应等新的机理或方法以其操作步骤简单、无模板等优点,有望实现低成本的规模化生产.本文综述了利用Kirkendall效应,Oswald熟化和溶剂热3种机理或方法制备中空无机纳米材料作为锂离子电池电极材料的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望.     

基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.     

聚吡咯在超级电容器中的应用

聚吡咯以其制备简单、掺杂可逆、环境友好、导电率高、比电容大、具有良好的成膜性而备受关注。特别是在作为超级电容器、二次电池等换能设备电极材料领域中前景广阔。文章简略地介绍了超级电容器的双电层电容和法拉第赝电容产生的机理,概述了近年来聚吡咯与金属氧化物、炭材料等通过化学法、电化学法以及界面化学法等新型手段制备聚吡咯电极的研究进展。     

亚微米级叉指型超微带电极阵列的加工和电化学表征

超微电极具有常规电极无法比拟的优良的电化学特性.超微电极包括单超微电极和超微电极阵列,单超微电极响应电流较小,一般仪器难以检测;而超微电极阵列除具有单超微电极的特点外,还能增加测量时的响应电流,有利于仪器检测.其中的叉指型超微带电极阵列(IDA)具有产生-收集效应,可提高检测的灵敏度,实现低浓度测量[1～4].将微电子技术和微细加工技术应用于化学和生物传感技术已引起关注,利用微细加工技术可以实现传感器的微型化、集成化和智能化;减少测量使用的样品量;使传感器的敏感元件具有确定的形状和尺寸,提高测量结果的一致性.本文用多…     

模板法合成纳米结构材料

模板法（包括硬模板和软模板法）是制备纳米结构材料的常用方法,可用来制备多种物质的各种形状（如：球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等）的纳米结构,近年来关于这一领域的研究较为活跃。本文介绍了近年来利用氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、表面活性剂、聚合物、生物分子等作模板制备多种物质的纳米结构材料的一些进展。     

隐身材料微波隐身特性评估方法

列举了隐身材料微波电磁参数、反射率、目标雷达散射截面(RCS)的测试方法和相关标准,重点介绍了探头法、谐振腔法、传输反射法、自由空间等电磁参数测量方法及弓形法、远场法等反射率测试方法的基本原理和测试装置,分析了各种方法的特点和适用范围。     

溶胶-凝胶法制备有机/无机杂化材料工艺及其应用

介绍了溶胶–凝胶法制备有机/无机杂化材料的原理和基本过程,杂化材料的制备方法及对材料性能的影响,概述了杂化材料在结构材料、光学材料及其它材料中的应用研究。     

锂离子电池正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54-x)Ni_(0.13)Co_(0.13)Zr_xO_2的制备及电化学性能

为了改善富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2的循环性能,采用燃烧法合成了正极材料Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13ZrxO2(x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06).通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构与形貌进行了表征,利用恒电流充放电测试,循环伏安(CV)及电化学交流阻抗谱(EIS)技术对其电化学性能进行测试.结果表明,Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13ZrxO2(x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06)正极材料均具有α-NaFeO2型层状结构;在室温,2.0-4.8 V电压范围,以0.1C和1.0C(充放电电流以1.0C=180 mA·g-1计算)倍率充放电进行测试,样品Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Zr0.02O2的首次放电比容量分别为280.3和206.4 mAh·g-1.其中,在1.0C倍率下,100次循环后容量保持率由原来的73.2%提高到88.9%;以5.0C倍率充放电进行测试,经50次循环后,掺杂正极材料的放电比容量为76.5 mAh·g-1,而未掺杂材料仅有15.0 mAh·g-1.在50、25和-10°C,2.0C倍率条件下,掺杂正极材料的电化学性能均得到有效改善,其中,在-10°C经过50次循环后正极材料Li1.2Mn0.52Ni0.13Co0.13Zr0.02O2比未掺杂的正极材料相比,其放电比容量提高了61.1%.     

锂离子电池正极材料Li1.2Mn0.54-xNi0.13Co0.13ZrxO2的制备及电化学性能

为了改善富锂锰基正极材料Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂ 的循环性能,采用燃烧法合成了正极材料Li_1.2Mn_0.54-xNi_0.13Co_0.13Zr_xO₂（x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06）. 通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对其结构与形貌进行了表征,利用恒电流充放电测试,循环伏安（CV）及电化学交流阻抗谱（EIS）技术对其电化学性能进行测试. 结果表明,Li_1.2Mn_0.54-xNi_0.13Co_0.13Zr_xO₂（x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.06）正极材料均具有α-NaFeO₂型层状结构;在室温,2.0-4.8 V电压范围,以0.1C和1.0C（充放电电流以1.0C=180 mA·g^-1计算）倍率充放电进行测试,样品Li_1.2Mn_0.52Ni_0.13Co_0.13Zr_0.02O₂的首次放电比容量分别为280.3 和206.4 mAh·g^-1. 其中,在1.0C倍率下,100次循环后容量保持率由原来的73.2%提高到88.9%;以5.0C倍率充放电进行测试,经50次循环后,掺杂正极材料的放电比容量为76.5 mAh·g^-1,而未掺杂材料仅有15.0 mAh·g^-1. 在50、25 和-10 ℃,2.0C倍率条件下,掺杂正极材料的电化学性能均得到有效改善,其中,在- 10℃ 经过50 次循环后正极材料Li_1.2Mn_0.52Ni_0.13Co_0.13Zr_0.02O₂比未掺杂的正极材料相比,其放电比容量提高了61.1%.     

大气本底温室气体测量标准物质研究进展

综述了温室气体标准物质的制备技术与研究进展。归纳了温室气体标准物质种类和量值不确定度的要求,考察了各种配气技术对温室气体监测需求的适用性。综合讨论了配气技术中的稀释操作、钢瓶处理方式及阀门管线材质对温室气体标准物质量值稳定性的影响,并比较了BIPM和WMO量传体系的差异。     

EDTA滴定法测定再生锌原料中的锌含量

采用氟化铵-盐酸-硝酸-硫酸分解样品,氨水沉淀分离铁、锰、铅等共存元素,滤液中加入掩蔽剂掩蔽少量干扰元素,在pH=5～6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,以二甲酚橙为指示剂,用EDTA标准滴定溶液滴定。测得结果为锌、镉合量,扣除镉量,即为锌量。方法用于测定再生锌原料中锌,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.15%～1.0%。按照实验方法对再生锌原料样品进行加标回收实验,回收率为99.1%～102%。能满足日常对再生锌原料中锌含量的检测要求。     

LMTO法研究NdFe10M2的电子结构与磁性能

采用能带论中线性Ｍｕｆｆｉｎ－ｔｉｎ轨道方法,计算了ＮｄＦｅ１０Ｍ２（Ｍ＝Ｔｉ,Ｖ,Ｃｒ,Ｍｎ,Ｍｏ,Ｗ）及渗Ｎ和Ｃ原子后材料的电子结构,得到了相应的总体态密度和各晶位的局域态密度,并由净自旋数得出了相应的磁矩及其变化,计算值与实验值相符合。     

二维材料插层改性方法研究进展

二维材料凭借其独特的电学、光学、磁学等性质引起了广泛关注,如何处理二维材料使其改性是目前的研究热点。 插层方法是目前调控二维材料性质的主要方法之一。 插层过程中,客体粒子插入主体材料的范德华层间,造成二维材料物理与化学性质的变化。 气相、液相、固相插层均可以使二维材料的性质得到提升。 本文主要介绍二维材料插层方法,分析其不同优势和限制条件,并展望如何综合应用插层方法更好地提升二维材料电学、光学等性能。     

Multiscale modeling of viscoelastic properties of polymer nanocomposites

A methodology for simple multiscale modeling of mechanical properties of polymer nanocomposites has been developed. This methodology consists of three steps: (1) obtaining from molecular dynamics simulations the viscoelastic properties of the bulklike polymer and approximating the position-dependent shear modulus of the interfacial polymer on the basis of the polymer-bead mean-square displacements as a function of the distance from the nanoparticle surface, (2) using bulk- and interfacial-polymer properties obtained from molecular dynamics simulations and performing stress–relaxation simulations of the nanocomposites with material-point-method simulations to extract the nanocomposite viscoelastic properties, and (3) performing direct validation of the average composite viscoelastic properties obtained from material-point-method simulations with those obtained from the molecular dynamics simulations of the nanocomposites. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 43: 1005-1013, 2005