FePO4·4H2O的脱水动力学研究

用热分析（TG—DTG—DTA）、X射线衍射（XRD）技术研究了固态物质FePO4·4H2O在空气中脱水过程。热分析结果表明,FePO4·4H2O在空气中脱水的质量变化率与理论计算相吻合。XRD结果表明,FePO4·4H2O脱水产物为FePO4。由等转换率法得到脱水过程的活化能,依此为初始值,用多元非线性回归得到了失水反应拟合的最可几模型为两步连串反应：D4→Fn,活化能分别为79．62和103．04kJ·mol^-1,lgA值分别为8．40和11．02。     

ZnAc2·2H2O在空气中的热分解动力学研究

用TG/DTA,DSC和XRD技术研究了固态物质ZnAc2.2H2O在空气中的热分解过程.结果表明,ZnAc2.2H2O在空气中发生两步分解,其失重率与理论计算失重率相符.XRD结果表明,ZnAc2.2H2O分解的最终产物为ZnO.用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求得分解过程的活化能E,并通过多元线性回归方法给出了可能的机理函数.ZnAc2.2H2O在空气中两步分解的活化能分别为119.82和66.82kJ/mol.     

NH_4Al(SO_4)_2·12H_2O的热分解动力学研究

采用热分析(TG-DTA/DTG)、X射线衍射(XRD)研究了固态物质NH4Al(SO4)2.12H2O在氩气中的热分解过程。热分析结果表明,NH4Al(SO4)2.12H2O在氩气中分5步分解,其质量变化率与理论计算相吻合。XRD结果表明,NH4Al(SO4)2.12H2O热分解的最终产物为Al2O3。用Friedman法对各步分解过程的活化能Ea进行了计算,依此为初始值,采用多元非线性回归法得到各个分解步骤可能的动力学模型和参数。     

LiFeSO4F/石墨烯复合材料的制备与电化学性能

分别以FeSO4.H2O、FeSO4.4H2O和FeSO4.7H2O为原料与LiF在四甘醇介质中反应制得LiFeSO4F,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征LiFeSO4F的结构和形貌.热重分析表明LiFeSO4F在400℃开始分解.XRD结果表明,以FeSO4.4H2O和FeSO4.7H2O为原料,多个结晶水的存在可以延缓原料的脱水过程,有利于消除产物中FeSO4杂相的生成.利用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电实验测试材料的电化学性能,发现加入石墨烯后可以促进LiFeSO4F的电化学活性,提高材料的比容量、倍率性能和循环性能.     

LiOH·H_2O在空气中的失水动力学研究

用热分析技术热重法、差热分析法及微分热重法(TG-DTA/DTG)研究了LiOH·H_2O(氢氧化锂)在空气中的热分解过程.热分析结果表明,LiOH·H_2O在空气中分两步分解.用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和ASTM E698法求取了LiOH·H_2O脱水过程的活化能E为85.71 kJ/mol,指前因子以lgA表示,其值为9.81,失水过程拟合的最可几模型为Bna,即自催化的n级反应,动力学模式函数为f(α)=α~a(1-α)~n.     

大功率LiFePO4/C复合材料的简易合成

本文采用碳热还原法,以廉价的FeCl3.6H2O、LiOH.H2O和NH4H2PO4为原料,以淀粉为还原剂和碳源,经600℃烧结制备了LiFePO4/C复合材料,方法重现性好且易规模化生产.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)测试材料结构,观察材料形貌.结果表明,经600℃烧结10 h所得产物具有纯相的橄榄石型晶体结构,良好的结晶性和规整的球状形貌,粒径为60～100 nm.包覆LiFePO4晶粒的碳层厚度为2 nm左右,碳含量为5%(by mass).材料的振实密度高达1.3 g·cm-3,在0.2C倍率下首次放电比容量为162 mAh·g-1,在0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下首次放电比容量分别为143、135、127、116和105 mAh·g-1,10C倍率下500周期循环,其比容量仍有81 mAh·g-1.     

单晶CoV2O6·2H2O纳米带的合成及其电化学性质研究

本文描述了在反应体系中不加入任何表面活性剂或模板的情况下,以水热法合成正交相的CoV2O6.2H2O纳米带;烧结反应得到其脱水盐,即单斜相CoV2O6。通过X射线粉末衍射法(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等研究了这些产物的物相、形貌和化学组成等,并通过热重分析研究了CoV2O6·2H2O纳米带的热稳定性。此外,还观察了CoV2O6.2H2O纳米带的形成过程,认为其遵循一个经典的固-液-固的形成机制。最后,通过锂离子电池实验研究了CoV2O6.2H2O纳米带及其脱水盐的电化学性质,发现其放电容量分别达到980和675 mAh·g-1。     

Na掺杂对LiFePO4/C复合正极材料的结构和倍率性能的影响

以Fe(NO3)3,LiNO3,NH4H2PO4和NaNO3为原料,采用简单的液相-碳热还原法合成Li0.97Na0.03FePO4/C复合正极材料.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和充放电等测试技术研究了材料的结构及倍率充放电性能.通过循环伏安(CV)曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究电极反应过程中的动力学特点.结果表明,Na掺杂形成了具有橄榄石结构的Li0.97Na0.03FePO4固溶体,并增大了晶格中Li+一维扩散通道,使LiFePO4/C的电荷转移电阻减小了约2/3,Li+扩散系数提高了3～4倍.因此,Li0.97Na0.03FePO4/C首次放电比容量在0.1 C和2 C倍率下分别达到152 mAh g-1和109 mAh g-1,比未掺杂的LiFePO4/C的放电比容量分别提高了4.83%和62.69%.     

MnMoO4·H2O纳米棒生长过程的原位热动力学研究

在298.15 K下采用现代微量热技术监测了微乳液法原位合成MnMoO4·H2O纳米棒过程中能量变化的微量热曲线. 该曲线显示, 反应开始瞬时放热, 有一个尖锐的放热峰, 在随后的过程中分别出现一个强的吸热峰和放热峰. 通过X射线粉末衍射仪(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)等对MnMoO4·H2O纳米棒的结构、 形貌及尺寸进行了表征. 结合微乳液的特性和量热曲线, 讨论了MnMoO4·H2O纳米棒生长过程中的形貌演变和热动力学信息. 整个生长过程包含微乳液的碰撞凝聚、 反应成核、 结晶和生长过程. 经计算, 反应成核过程、 晶化过程及晶体二次生长过程的速率常数分别为6.35×10-3, 7.18×10-4和9.16×10-5 s-1. 生长速率小于成核速率, 这有利于纳米材料的形成.     

控制结晶-微波碳热还原法制备高密度LiFePO4/C

应用控制结晶法从溶液相制备球形FePO4.xH2O,再高温烧结得到FePO4前驱体,最后用微波碳热还原法合成高密度L iFePO4/C.由XRD和SEM表征该材料的结构、形貌,并测试其电化学性能.     

Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米微球的制备及表征

为研究PVP含量对CZTS颗粒形貌以及分散性的影响,本文采用溶剂热法,以CuCl2·2H2O、Zn(Ac)2·2H2O、SnCl4·5H2O作金属源,硫脲作硫源,乙二醇为溶剂,在体系中加入不同含量的PVP,成功制备了CZTS微球。通过XRD、Raman、SEM、TEM、UVVis等方法检测分析CZTS纳米微球的物相、结构、形貌以及光学性能。结果表明:所得CZTS纳米颗粒具有锌黄锡矿结构;当体系中PVP含量为0.2 g时,颗粒分散性较好,制备的颗粒形貌为表面嵌有纳米薄片的微球,纳米片较在体系中加入0.1 g PVP更致密;光学带隙约为1.47 eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近。最后,对表面嵌有纳米薄片的CZTS微球可能的形成机理进行了推测。     

(Zn1-xMnx)C2O4·2H2O在空气中的热分解动力学研究

用热分析（TG-DTG/DTA）、X射线衍射（XRD）技术和透射电镜（TEM）研究了固态物质Zn_1-xMn_xC₂O₄•2H₂O在空气中热分解的过程。热分析结果表明，Zn_1-xMn_xC₂O₄•2H₂O在空气中分两步分解，其失重率与理论计算失重率相吻合。 XRD和TEM结果表明，Zn_1-xMn_xC₂O₄•2H₂O分解的最终产物为Zn_1-xMn_xO,其颗粒大小约为10-13 nm。在非等温条件下对Zn_1-xMn_xC₂O₄•2H₂O的热分解动力学进行了分析。用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求取了分解过程的活化能E，并用多元线性回归给出了可能的机理函数。Zn_1-xMn_xC₂O₄•2H₂O两步热分解的活化能分别为155.7513 kJ/mol 和215.9397 kJ/mol。     

水杨酸钴非等温热分解动力学研究

用热分析(TG/DTG)、X射线衍射(XRD)技术研究了固态物质水杨酸钴在空气中热分解的过程。热分析结果表明,水杨酸钴在空气中分两步分解,其失重率与理论计算失重率相吻合;XRD结果表明,水杨酸钴分解的终产物为Co3O4。用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法求取了分解过程的活化能E,并用多元线性回归和多元非线性回归法给出了可能的机理函数,由这些方法得到的动力学数据相互比较吻合。     

配位聚合物M(H_2O)_2[Ni(CN)_4]·xH_2O的合成、晶体结构及性能研究

以[Ni(CN)4]2-为构筑基元,与过渡金属离子Mn2+通过溶液缓慢扩散法合成出二维Hofmann类氰基桥联配位聚合物Mn(H2O)2[Ni(CN)4]·4H2O(1),并解析了其晶体结构.配位聚合物1属正交晶系,空间群Cmcm,晶胞参数a=0.73080(5)nm,b=1.21372(8)nm,c=1.40875(9)nm,α=β=γ=90°,Ni和Mn中心通过氰桥交互连接构成二维波浪形层状结构.通过混合法得到系列Hofmann类配位聚合物M(H2O)2[Ni(CN)4]·xH2O(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cd)的粉末样品,粉末XRD结果表明,系列配位聚合物具有与1相同的晶体结构;变温粉末XRD和热重分析结果表明,系列配位聚合物具有较高的热稳定性.以Mn(H2O)2[Ni(CN)4]·xH2O的脱水样品为构筑模块与柱状配体pyrazine组装构筑的三维多孔配位聚合物具有一定的储气性能.     

高氮含能配合物[Co(AZT)_2(H_2O)_4](HTNR)_2·4H_2O的合成、晶体结构及性质

合成了新型含能配合物[Co(AZT)2(H2O)4](HTNR)2·4H2O(AZT=3-叠氮-1,2,4-三唑,HTNR=酸式三硝基间苯二酚),并用元素分析(EA)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.采用缓慢蒸发溶剂法培养得到配合物单晶,用X射线单晶衍射仪进行了结构测定,该晶体属于三斜晶系,空间群为P1,晶胞参数:a=7.1824,b=10.1812,c=13.115,α=98.046°,β=105.367°,γ=104.103°,V=875.23,Z=1.采用差示扫描量热分析(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究了目标配合物的热分解过程,结合分解产物的红外光谱分析,提出了其热分解机理.用Kissinger,Starink和Ozawa三种多重扫描速率方法对第一放热分解过程的非等温动力学进行了分析,求得的活化能分别为124.53,124.82和125.55kJ·mol-1,三种方法求得的活化能数据平行性好.测定了标题化合物的感度性质,结果表明标题化合物具有一定的摩擦感度.     

LiFePO_4的制备及其充放电过程中的结构演变和性能研究

分别以FeC2O4·2H2O(a), Fe2O3(b)和Fe3O4(c)为铁源,采用高温固相法制备了3种LiFePO4(LFP)(简称LFPa, LFPb和LFPc).采用碳包覆法制备了LFPa～LFPc的锂离子电池正极片(LFPA～LFPC).用X-射线衍射仪(XRD)分析了铁源对其结构的影响和充放电过程中的结构演变;用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对锂离子脱嵌动力学作了初步探讨.XRD分析结果表明,LFPa～LFPc均具有单一的橄榄石结构.LFP在循环过程中结构基本稳定,结晶度有所降低.充放电测试表明,LFPA～LFPC在0.2C倍率下首次放电比容量分别为130 mA·h·g-1, 147 mA·h·g-1和152 mA·h·g-1.其中LFPA拥有较好的倍率性能;CV和EIS研究发现,LFPA在充放电过程中极化小,可逆性好.     

制备方法对Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物性能的影响

采用室温共沉淀、分步沉淀和共沉淀、分步沉淀水热法制备了Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物。X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、透射电镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)和热重分析技术(TG)表征结果表明:分步沉淀水热法有利于锆离子和镨离子进入CeO2晶格和提高Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物的热稳定性、氧化还原性能和储释氧性能。制备过程中未加入任何表面活性剂,1000℃焙烧4 h后,其晶粒尺寸可控制在8~15 nm,比表面积仍能保持在66 m2·g-1,释氧量维持在1713μmol[O]·g-1CeO2。     

CoBx/Co3O4电催化剂的制备及其氧析出性能

采用NaBH4溶液处理经水热、热处理步骤制得Co3O4纳米棒,得到表面富含氧空位以及无定型CoBx的Co3O4(CoBx/Co3O4)氧析出(OER)电催化剂。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等技术表征了催化剂的物相、微观形貌、元素组成以及表面化学键结构等。通过电化学工作站测试了电极材料的OER活性、稳定性、电化学阻抗等。结果表明,经NaBH4处理后,Co3O4表面高价态Co被还原至低价态Co,最终其表面有无定型CoBx的生成,并含有大量氧空位,有效提升了OER性能。在1.0 mol·L^-1 KOH电解质溶液中,达到10 mA·cm^-2的电流密度时,CoBx/Co3O4所需的过电位由Co3O4的346 mV降至298 mV。     

水溶-蒸发法制备LiFePO4/C及其电化学性能研究

由LiH2PO4和FeC2O4.2H2O作原料、柠檬酸为碳源,用水溶-蒸发法制备了LiFePO4/C正极样品.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析、观察样品.用充放电曲线和电化学交流阻抗(EIS)谱图测试LiFePO4/C电极.结果表明,700℃焙烧的LiFePO4/C样品(碳量3.03%,by mass)结晶度高、无杂相、颗粒粒径100 nm,其表面包覆约5 nm碳层.该电极0.5C、2C、5C和10C(1C=170 mA.g-1)倍率放电,其比容量分别为148.2 mAh.g-1、142.4 mAh.g-1、127.4 mAh.g-1和108.5 mAh.g-1,循环寿命曲线稳定.     

聚苯胺/ZnFe_2O_4纳米复合物的制备与表征

以Fe(NO3)3·9H2O和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用改进的柠檬酸盐前驱物法合成了片状ZnFe2O4,进一步通过原位聚合反应得到了聚苯胺(PANI)/ZnFe2O4纳米复合物。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱以及荧光光谱等测试技术对其进行了表征。实验结果表明,通过原位聚合反应PANI沉积在片状ZnFe2O4表面。X射线粉末衍射和红外光谱进一步证实了PANI/ZnFe2O4纳米复合物的生成。ZnFe2O4的引入提高了PANI的荧光发光性能和热稳定性。