电沉积法制备Sn-Co-C锂离子电池负极材料

本文分别采用柠檬酸和EDTA作为络合剂在CoCl2，SnCl4溶液中用电沉积方法制备Sn-Co合金电极，然后在相同条件下在镀液中加入硬碳制备Sn-Co-C复合电极。充放电测试结果显示EDTA作为络合剂时镀层循环性能明显好于柠檬酸，且比容量也较高。Sn-Co合金电极循环30次比容量保持率达91．6％，加入硬碳的Sn-Co-C复合电极比容量及循环性能较之Sn-Co合金电极都有了较大提高。电子探针结果表明EDTA作为络合剂的Sn-Co-C镀层中Sn、Co、C原子比例分别为61．8401％，22．3788％，12．5409％。SEM观察Sn-Co-C镀层表面为稳定的球状结构。     

负极材料NiO的制备及电化学性能

以Ni(NO₃)₂·6H₂O和NaOH为原料,采用水热法合成了锂离子电池负极材料NiO。通过TG-DSC分析，确定了合成过程的反应机理。通过XRD、SEM和恒流充放电测试,研究了NiO样品的结构、形貌及电化学性能。400 ℃焙烧得到立方结构的NiO产品，以0.10 mA·cm^-2充放电,首次放电比容量达到1 151 mAh·g^-1，经过20次循环后的比容量仍为776 mAh·g^-1。     

锌酸钙负极材料的水热法制备及其性能研究

采用水热法,合成了锌酸钙电极材料,制备成电极并组装成模拟锌镍电池．采用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重分析、粒度分析、红外光谱以及模拟电池的充放电等方法,对制备出的样品进行了表征．结果表明该方法制备的锌酸钙具有不规则的晶形、较小的粒径和较少的结晶水．模拟锌镍电池的充放电实验表明该样品材料具有良好的电极材料性能：以该锌酸钙为负极活性物质的模拟锌镍电池具有较低的充电电压、较高的放电平台和优良的循环性能．     

锂离子电池负极硅基材料

硅基材料由于其高电化学容量是一种非常有发展前途的锂离子电池负极材料,但其在充放电过程中体积变化大、循环寿命差、首次库仑效率低等是阻碍其商业化的主要问题.本文综述了硅在脱嵌锂时晶体结构及表/界面的变化,以及改善其电化学性能方面的研究进展,并阐述其作为锂离子电池负极材料的研究前景.     

锂离子电池薄膜锡负极材料的制备及容量衰减机理研究

以电镀的方法在铜基底上沉积薄膜锡作为锂离子电池负极材料. 运用X射线衍射、扫描电镜、电化学循环伏安、电化学充放电和交流阻抗等多种方法对其结构和性能进行表征和研究. 结果表明所制备的薄膜锡电极主要为四方晶系结构, 其初始放电(嵌锂)容量为709 mAh•g^－1, 充电(脱锂)容量为561 mAh•g^－1. 电化学循环伏安研究发现在嵌/脱锂过程中薄膜锡经历了多种相变过程. 电化学阻抗谱结果说明, 首次嵌锂过程中当电极电位达到1.2 V在电极表面形成SEI膜, 而当电极电位低于0.4 V表面SEI膜出现破裂, 归因于体积膨胀所致. SEM研究表明30次充放电循环后薄膜锡负极出现龟裂现象.     

SnO单晶纳米薄片的制备及其作为锂离子电池负极材料的研究

在超声波辅助下，采用简单的溶液化学方法合成了高宽厚比的SnO单晶纳米薄片，其尺寸和厚度可通过CTAB的量来进行调控。由于SnO单晶纳米薄片的{001}面低的表面原子密度和膨胀的晶格间距，将SnO单晶纳米薄片用作锂离子电池负极材料时，可获得接近理论值的可逆充放电容量。     

硅基锂离子电池负极材料

硅是目前已知比容量(4200 mAh ·g^-1)最高的锂离子电池负极材料,但由于其巨大的体积效应(> 300%),硅电极材料在充放电过程中会粉化而从集流体上剥落,使得活性物质与活性物质、活性物质与集流体之间失去电接触,同时不断形成新的固相电解质层(SEI),最终导致电化学性能的恶化。本文介绍了硅作为锂离子电池负极材料的储能及容量衰减机理,总结了通过硅材料的选择和结构设计来解决充放电过程中巨大体积效应的相关工作,并讨论了一些具有代表性的硅基复合材料的制备方法、电化学性能和相应机理,重点介绍了硅炭复合材料。另外,介绍了一些电极的处理方法和其提高硅基负极材料电化学性能的可能机理。最后,对硅基负极材料存在的问题进行了分析,并展望了其研究前景。     

可逆高储锂的锂离子电池炭负极材料的研究进展

对近几年所研究的高能可储锂炭材料进行了综述。主要为以下几个方面：石墨的改性、有机裂解炭、低温聚合物裂解炭和其它炭材料。     

稻壳制备锂离子电池炭材料的研究

本主要研究了炭化温度、升温速率以及碱处理浓度对稻壳制备锂离子电池负极材料结构及充放电性能的影响．通过差-热热重分析曲线(DT-TGA)、元素分析、X射线粉末衍射(XRD)以及电化学性能测试手段对材料进行了表征．结果表明：在最佳实验条件下，材料的首次充电容量为678mA h／g，首次放电容量为239mA h／g，循环10次的容量保持率为86．2％．     

核壳结构金属-有机骨架及其衍生物在锂离子电池负极材料中的应用

金属-有机骨架(MOFs)材料具有比表面积较大、孔径可调、制备容易、结构与功能多样性等优势,被广泛应用于电化学能源转化与储存领域。其中独特的核壳结构材料由于表面修饰的作用往往更能表现出内核与壳层之间的协同作用。本文介绍了核壳结构MOFs作为锂离子电池负极材料的发展现状,并重点综述其衍生物(多孔碳材料、金属氧化物、金属硫/硒化物以及金属/金属氧化物)的制备方法以及在锂离子电池负极中的应用。MOFs经高温煅烧或改变化学反应条件可制备出结构可调的无机电极材料并表现出更优异的电化学性能。最后总结了核壳结构MOFs材料作为锂电负极材料存在的问题和挑战,并提出可能的解决途径和未来的应用前景。     

等离子体辅助球磨Si-C复合负极材料及其电化学性能研究

首次采用介质阻挡放电等离子体辅助高能两次球磨制得Si-C复合材料,其结构为微纳尺度硅颗粒均匀分散于微米级碳基体上. Si-C复合电极首周期循环放电容量为1259 mAh·g^-1,20和100周期循环的容量分别为474和396 mAh·g^-1. 该电极充放电曲线和交流阻抗测试的结果表明,复合材料中的硅和碳均参与锂离子嵌/脱反应,且其电荷传导阻抗明显低于纯Si.     

木糖-软模板水热法制备硼掺杂分级多孔炭球及其电化学性能

以D-木糖为炭源,月桂酸钠为模板剂,硼酸为掺杂剂,通过水热炭化方法制得硼掺杂分级多孔炭球（BPC_S）。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂吸附-脱附测试、X射线光电子能谱（XPS）、顺磁共振波谱（EPR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线粉末衍射（XRD）、热重（TG）分析对样品进行表征。结果表明：月桂酸钠作为介孔造孔剂的同时,通过与D-木糖间的氢键作用使有机-有机自组装过程自发进行并形成窄尺寸分布（2~5 μm）规整炭球;硼酸在水热中催化炭源脱水降解,并以BC₃、BCO₂和BC₂O的形式掺杂在炭球上,掺硼后炭球与水表面接触角降低,润湿性提高。经CO₂活化、月桂酸钠高温分解以及胶质炭球的堆积分别产生微孔（0.5~1.2 nm）、介孔（3.14~35.00 nm）和大孔（60~146 nm）并形成分级结构。当硼酸加入量为0.927 5 g时多孔炭球（BPC_S-1）的电化学性能最佳,在6 mol·L^-1 KOH三电极体系中电流密度为0.5 A·g^-1时,比电容达287.12 F·g^-1;两电极体系中电流密度为0.5 A·g^-1时比电容达151.34 F·g^-1,能量密度达5.3 Wh·kg^-1;电流密度为5 A·g^-1时进行1 000次充放电循环,电容保持率仍达96.43%。     

水热合成新型硼磷酸盐化合物的研究进展

作为潜在的新型功能材料，硼磷酸盐近几年得到了科学家的极大重视。本文从结构化学角度对水热合成硼磷酸盐化合物进行了总结，并着重对过渡金属、P区主族元素和含有机模板硼磷酸盐化合物所具有的典型结构进行了描述和归类，同时还讨论了硼磷酸盐的最新研究进展及其发展方向。     

Superconducting Double Perovskite Bismuth Oxide Prepared by a Low‐Temperature Hydrothermal Reaction

Perovskite‐type structures (ABO₃) have received significant attention because of their crystallographic aspects and physical properties, but there has been no clear evidence of a superconductor with a double‐perovskite‐type structure, whose different elements occupy A and/or B sites in ordered ways. In this report, hydrothermal synthesis at 220 °C produced a new superconductor with an A‐site‐ordered double perovskite structure, (Na_0.25K_0.45)(Ba_1.00)₃(Bi_1.00)₄O₁₂, with a maximum T_c  of about 27 K.     

Hydrothermal CO2 Reduction by Glucose as Reducing Agent and Metals and Metal Oxides as Catalysts

High-temperature water reactions to reduce carbon dioxide were carried out by using an organic reductant and a series of metals and metal oxides as catalysts, as well as activated carbon (C). As CO₂ source, sodium bicarbonate and ammonium carbamate were used. Glucose was the reductant. Cu, Ni, Pd/C 5%, Ru/C 5%, C, Fe₂O₃ and Fe₃O₄ were the catalysts tested. The products of CO₂ reduction were formic acid and other subproducts from sugar hydrolysis such as acetic acid and lactic acid. Reactions with sodium bicarbonate reached higher yields of formic acid in comparison to ammonium carbamate reactions. Higher yields of formic acid (53% and 52%) were obtained by using C and Fe₃O₄ as catalysts and sodium bicarbonate as carbon source. Reactions with ammonium carbamate achieved a yield of formic acid up to 25% by using Fe₃O₄ as catalyst. The origin of the carbon that forms formic acid was investigated by using NaH¹³CO₃ as carbon source. Depending on the catalyst, the fraction of formic acid coming from the reduction of the isotope of sodium bicarbonate varied from 32 to 81%. This fraction decreased in the following order: Pd/C 5% > Ru/C 5% > Ni > Cu > C ≈ Fe₂O₃ > Fe₃O₄.     

水热法制备MoO3-GQDs的三甲胺气敏性能

采用水热法制备了一系列具有不同碳量子点(GQDs)含量的MoO3?GQDs纳米复合材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、FTIR等对MoO3?GQDs复合材料进行了表征,研究了其气敏性能。结果表明,复合材料中GQDs的含量对MoO3?GQDs复合材料的气敏响应和选择性有显著影响。MoO3?GQDs纳米复合材料(S?6,GQDs悬浮液的含量为6 mL)传感器在230℃时对三甲胺(TMA)表现出高的气敏响应和好的气敏选择性;该传感器对1000μL·L^-1 TMA的响应为74.08;对1000μL·L^-1 TMA的响应时间和恢复时间分别为73和34 s;S?6复合材料气敏传感器在230℃时可以检测到1μL·L^-1的TMA。     

水热法制备铝合金超疏水表面及电化学性能研究

在金属表面构建超疏水膜层是一种有效的防腐技术,本文采用水热处理和自组装技术在铝合金表面构建了超疏水膜层来提升铝合金的耐蚀性能. 通过对不同水热时间下制备的铝合金超疏水表面的电化学性能以及表面形貌进行测试分析,发现当水热反应时间为6 h时,制备的超疏水铝合金超疏水性和电化学性能达到最佳,接触角能达到155.5^o,在模拟海水溶液中保护效率能达到99.6%.     

水热还原法合成LiFePO_4及电化学性能研究

以可溶性三价铁盐FeCl3为铁源,Fe粉作还原剂,应用水热还原法合成LiFePO4.XRD、红外光谱及SEM形貌表征表明,在水热条件下,铁粉能完全将三价铁还原为二价铁,得到单一相LiFePO4,且其颗粒团聚形成花簇状;而LiFePO4经过葡萄糖的热解包覆碳生成LiFePO4/C后,颗粒转变似球状.电化学性能测试结果表明,虽然单相LiFePO4的放电容量很低,但LiFePO4/C却表现出良好的倍率性能和循环稳定性.     

PAni/Si/G/C复合材料的制备及电化学性能

通过球磨及高温固相法制得了Si/C复合材料,并氧化合成聚苯胺包覆于硅碳复合材料的表面. 采用XRD、SEM、红外和热重分析观察复合材料形貌、分析样品结构,循环伏安法和充放电测试表征PAni/Si/G/C电极电化学性能. 结果表明,PAni/Si/C复合材料表面覆盖了较为完整的片层状结构的聚苯胺膜,可逆容量高达784 mAh.g^-1,50次周期循环后,嵌锂容量保持在690 mAh?g-1.     

水热炭化制备碳量子点及其应用

碳量子点作为新兴的“零维”碳纳米材料引起人们广泛的关注。水热炭化法是目前为止应用最广泛的碳量子点合成方法之一。水热炭化合成碳量子点取材广泛、过程简单,其最大的特点是合成的碳量子点表面含有丰富的含氧官能团,水溶性优异,在制备过程中即可对碳量子点进行表面功能化改性。此外,水热法合成的碳量子点具有石墨或无定形结构的碳核。水热碳量子点的结构和性质主要受原料种类及制备条件（水热炭化温度、时间及化学添加剂）的影响,产物在光催化技术、分析检测、活体成像和细胞标记、发光二极管（LED）及药物输送等领域展示出较好应用效果。本文综述了水热碳量子点的制备、性质、形成机理（包括原料的脱水、聚合、炭化及钝化过程）及发光机理（表面缺陷态效应和量子尺寸效应）,并对水热碳量子点的应用进行了总结。最后,对水热碳量子点发展过程中尚待解决的问题进行总结,对其未来的发展方向进行了展望。