碳氮复合镍催化剂催化的高选择性己二腈加氢制备环己亚胺

环己亚胺是一种重要的医药农药中间体,可用于合成青霉素、除草剂和杀菌剂等.本文应用溶剂辅助机械球磨和热解法制备了一系列的负载型Ni基催化剂Ni/IM-C(R),研究了该催化剂对于1,6-己二腈加氢制备环己亚胺的工艺.结果表明,由乙酸镍、 2-甲基咪唑及活性炭共同球磨、煅烧还原所制备的Ni/IM-C(R)具有优良的1,6-己二腈加氢活性和98%以上的环己亚胺收率.通过X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段研究了Ni/IM-C(R)催化剂的表面织构性质和化学性质.结果表明,氮掺杂碳材料改善了Ni/IM-C(R)催化剂活性金属Ni纳米颗粒的分散性.在Ni/IM-C(R)催化剂中,镍物种具有高活性,尺寸较小且表面Ni0含量高.在无添加剂存在下, Ni/IM-C(R)催化1,6-己二腈加氢环化制备环己亚胺时显示出良好的加氢活性和环己亚胺的高选择性.Ni/IM-C(R)催化剂制备方法简单、反应后易于分离、多次反应循环后仍具有稳定的催化性能,具有良好的工业应用前景.     

Li2FeSiO4/C正极材料的固相合成及电化学性能

以偏硅酸锂、草酸亚铁为原料,通过机械球磨-固相烧结法制得了Li2FeSiO4/C正极材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征观察材料的结构和形貌.恒流充放电测试电极电化学性能.结果表明,30oC下1.5~4.8 V电位范围,于10 mA·g-1电流密度恒流充放电测试,Li2FeSiO4/C电极首次放电容量达167 mAh·g-1,有良好的电化学性能.     

N掺杂C包覆Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的制备与性能

以TiO2和Li2CO3分别作为钛源和锂源,聚苯胺(PANI)作为碳源和氮源,通过球磨辅助高温固相法合成N掺杂C包覆Li4Ti5O12.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、元素分析仪(EA)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等对材料的结构和形貌进行了表征,并将合成材料制成电极片组装成扣式电池,测试其电化学性能.结果显示,钛源的处理对样品的性能有影响,通过对TiO2预包覆合成的N掺杂C包覆Li4Ti5O12具有优异的电化学性能,在碳、氮源的包覆比例(PANI与Li4Ti5O12的质量比)为5%时效果最佳:1C放电时其比容量为157.6mA·h/g,20C放电时其比容量仍可达到119.6mA·h/g;在10C充放电循环100次后,其比容量保持率为97.8%,表明N掺杂C包覆Li4Ti5O12具有优异的倍率性能和循环稳定性.     

Ag/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术及煅烧法制备了氧化锌纳米纤维, 然后采用水热法将银纳米颗粒负载到了氧化锌纳米纤维表面. 利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 能量色散X射线光谱(EDX)、 扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等技术对合成的Ag/ZnO纳米纤维的结构和组成进行了表征. SEM结果表明, 直径在5~100 nm之间的银纳米颗粒附着在直径在80~330 nm之间的氧化锌纤维表面形成了异质结构. 以常见的有机污染物甲基橙、 亚甲基蓝和罗丹明B等为降解底物, 对Ag/ZnO纳米纤维的光催化性能进行了表征. 结果表明, 负载银纳米颗粒后, 复合催化剂的光催化性能明显提高.     

Ag/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能（英文）

采用静电纺丝技术及煅烧法制备了氧化锌纳米纤维,然后采用水热法将银纳米颗粒负载到了氧化锌纳米纤维表面.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、能量色散X射线光谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等技术对合成的Ag/ZnO纳米纤维的结构和组成进行了表征.SEM结果表明,直径在5~100 nm之间的银纳米颗粒附着在直径在80~330 nm之间的氧化锌纤维表面形成了异质结构.以常见的有机污染物甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B等为降解底物,对Ag/ZnO纳米纤维的光催化性能进行了表征.结果表明,负载银纳米颗粒后,复合催化剂的光催化性能明显提高.     

热处理碳载Fe-三聚氰胺及Fe-g-C3N4催化剂的氧还原催化性能

分别以三聚氰胺和三聚氰胺的聚合物为配体, 采用浸渍法合成了两种氧还原反应(ORR)催化剂Fe-N/C(1)和Fe-N/C(2). 通过X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和电化学测试对催化剂的成分、形貌和电催化性能进行了表征. 结果表明, 以三聚氰胺聚合物为配体制备的Fe-N/C具有更高的ORR催化活性. 在高温热处理过程中, 催化剂表面能形成更多的石墨N活性点, 是其ORR性能提高的重要原因.     

Y沸石的高温合成

采用甲基三乙氧基硅烷(MTS)为添加剂, 在高温(140 °C)条件下水热合成出具有六方片状形貌的Y型沸石. 相比于100 °C左右合成的Y型沸石, 高温合成的Y沸石具有更高的硅铝比值、更大的晶体宽厚比值以及对有机挥发物具有优异的吸附性能. 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、²⁹Si固体核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、碳氢氮元素分析(CHN)、水接触角等表征, 证明了所合成的新型Y沸石具有甲基基团, 它们的存在增强了疏水性能, 提高了对有机挥发物的吸附能力.     

物理混合法制备分级混晶TiO2微纳米材料及其光催化性能

通过物理混合法可控合成了分级混晶TiO₂微纳米材料, 采用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 X射线光电子能谱仪(XPS)和固体紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对该微纳米材料进行了表征, 并评价了不同混晶比材料的光催化性能. 结果表明, 所得材料是由均匀负载金红石纳米颗粒的锐钛矿纳米片组装的三维分级结构. 其具有很高的光催化活性, 分级结构和混晶异相结的同时引入是提高材料光催化活性的关键.     

MoO2/C共包覆Si/石墨复合锂离子电池负极材料的研究

采用溶胶-凝胶法, 用二氧化钼(MoO₂)和C共同包覆Si/石墨粒子制备了Si/石墨/MoO₂/C锂离子电池负极材料. 利用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)等分析了材料的形貌和性质. 结果表明, MoO₂/C的共包覆在缓解材料体积膨胀的同时提高了材料的电子和离子电导率, 进而提高了材料的电化学性能. 复合材料的首次充电比容量为2494 mA·h/g, 首次库仑效率为72%, 经过100次循环后比容量为636.6 mA·h/g.     

红磷/石墨复合材料的制备及电化学性能

研究了一种先通过机械球磨和水热法制得的亚微米红磷,再通过球磨亚微米红磷与石墨得到的块状亚微米红磷/石墨复合材料(smRP/G),并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、循环伏安法(CV)等手段其进行了表征。 相对比普通红磷,亚微米红磷更容易通过球磨与石墨复合,能有效提升石墨材料的储锂容量。 为红磷在锂离子电池负极材料上的应用提供了一种思路。 在少量添加红磷的条件下,当红磷质量分数为3%时smRP/G表现最佳(3%smRP/G)。 在100 mA/g电流密度下展示出了1417 mA·h/g的首次放电容量,首次库伦效率67.4%。 并在循环200圈后依然保持着700 mA·h/g的可逆循环容量。     

Enhanced performance of SiO/Fe2O3 composite as an anode for rechargeable Li-ion batteries

Iron oxide (Fe₂O₃) was utilized to enhance the electrochemical properties of SiO as a promising anode for Li-ion batteries. An SiO/Fe₂O₃ composite, composed of SiO coated with Fe₂O₃ nanoparticles, was synthesized by mechanical milling and characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The electrochemical properties of the SiO/Fe₂O₃ composite, SiO, and mechanically milled SiO as anodes for Li-ion batteries were then investigated. The SiO/Fe₂O₃ composite showed superior performance compared with the two Fe₂O₃-free SiO samples, including an increased initial coulombic efficiency, enhanced rate capability, and better capacity retention.     

镁热还原法制备有序介孔Si/C锂离子电池负极材料及其电化学性能

以SBA-15为前驱体,在660 ℃下通过镁热还原反应得到介孔硅材料,并对其进行碳包覆处理,成功地制备了有序介孔Si/C（OMP-Si/C）复合材料。该OMP-Si/C材料保留了SBA-15模板的有序蜂窝孔道,并且形成具有高堆积密度的莲藕链束结构。文中还提出了一个SBA-15镁热还原液态环境反应模型,探讨了660 ℃下硅的高度有序介孔与莲藕链束结构的形成机理。利用X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸脱附法及拉曼光谱对样品物相和微观形貌进行了表征。这种高度有序介孔Si/C复合材料具有优异的电化学性能,展现出其在第二代锂电池负极材料领域中的潜在应用价值。     

Microemulsion-mediated sol-gel synthesis of mesoporous rutile TiO2 nanoneedles and its performance as anode material for Li-ion batteries

Mesoporous rutile TiO(2) nanoneedles have been successfully synthesized using a reverse microemulsion-mediated sol-gel method at room temperature. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and the Bruauner-Emmet-Teller (BET) adsorption method, and their electrochemical properties were investigated by galvanostatic charge and discharge tests. XRD observations revealed the formation of a pure rutile TiO(2) phase. Furthermore, TEM observation revealed the presence of a highly porous needle-like morphology. The electrochemical measurements show that the nanoneedles deliver an initial capacity of 305 mA h g(-1) as anode material for Li-ion batteries and sustain a capacity value of 128 mA h g(-1) beyond 15 cycles. The reported synthesis is simple, mild, energy efficient, and without postcalcination.     

Electrochemical performance of Li4Ti5O12/carbon nanofibers composite prepared by an in situ route for Li-ion batteries

A Li₄Ti₅O₁₂/carbon nanofibers (LTO/CNFs) composite has been synthesized by solid-state reaction with the in situ growth of CNFs using the chemical vapor deposition method in N₂/C₂H₂. The nanocomposite is characterized by X-ray powder diffraction, field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Raman spectrum, and nitrogen adsorption/desorption isotherms, and is investigated as an anode material for lithium-ion (Li-ion) batteries. The underlying mechanism for the improvement is analyzed by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The in situ synthesized composite shows better electrochemical performance than the bare LTO. The in situ formation of CNFs not only supply an efficient electronic conductive network but also reduce the particle size of LTO and increase in specific surface area, leading to increased electrical conductivity and rapider Li-ion diffusion in electrode/electrolyte interface and bulk electrode.     

多孔硅的模板限制镁热还原法制备及性能

采用一种基于气-固反应机制的模板限制镁热还原法,以SiO2气凝胶为模板在低温(650℃)下制备出一种高比表面积纳米多孔硅材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)分析等表征手段对样品的成分、物相结构、微观形貌和孔结构进行分析,并初步研究了材料的光学特性和电化学性能.结果表明,产物为纳米硅晶体颗粒组成的多孔结构,保留了与原始气凝胶模板相似的微观形貌,比表面积高达602 m2·g-1.该材料在室温下表现出显著的红光光致发光特性,且具有较高的储锂容量和较好的嵌入/脱出锂性能.     

锂离子电池负极材料纳米多孔硅/石墨/碳复合微球的制备与性能

以硅藻土为原料, 通过镁热还原反应得到多孔硅, 进一步利用砂磨得到纳米多孔硅, 然后通过球磨将其与片状石墨和沥青均匀混合, 采用喷雾干燥技术造粒, 高温煅烧后制备了纳米多孔硅/石墨/碳复合微球. 对所得复合微球的结构和理化性质进行了表征. 纳米多孔硅/石墨/碳复合微球作为锂离子电池负极材料展示出较高的可逆容量、 优异的循环稳定性(100次循环后容量仍为790 mA·h/g, 容量保持率可达96.7%)及较好的倍率性能.     

金属氧化物(Fe2O3, CuO,NiO)改性对TiO2纳米管阵列光电催化活性的增强效应

采用阳极氧化法和阴极电沉积法制备了Fe2O3,CuO和NiO纳米粒子改性的高度有序的TiO2纳米管(TiO2-NT)阵列.运用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱等手段对Fe2O3/TiO2-NT、CuO/TiO2-NT和NiO/TiO2-NT复合电极进行表征.以苯酚为模拟污染物,考察复合电极的光电性能.结果表明,金属氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)纳米粒子成功沉积在TiO2-NTs的管口、内壁和管底.金属氧化物改性复合电极的光电催化活性比未改性的TiO2-NTs提高了2倍以上.Fe2O3/TiO2-NTs在可见光区显示出最高的吸收强度.以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极处理苯酚废水,光照120min后苯酚去除率达到96%,而未改性的TiO2-NTs的苯酚去除率只有41%.此外,Fe2O3/TiO2-NTs在生成低毒中间产物方面表现出良好的性能.较高的复合电极光电催化活性主要是由于TiO2纳米管和过渡金属氧化物纳米粒子间构筑的高界面面积异质纳米结构,有效地促进了电子转移,抑制了光生电子-空穴对的复合.     

Kirkendall-effect-based growth of dendrite-shaped CuO hollow micro/nanostructures for lithium-ion battery anodes

Three-dimensional (3D) dendrite-shaped CuO hollow micro/nanostructures have been prepared via a Kirkendall-effect-based approach for the first time and have been demonstrated as a high-performance anode material for lithium-ion batteries. The as-prepared hollow structures were investigated by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and electrochemical properties. A CuO hollow structure composed of nanocubes outside and a dense film inside was selected as a typical example of the optimized design; it exhibited significantly improved cyclability at a current rate of 0.5 C, with the average Coulombic efficiency of ∼97.0% and 57.9% retention of the discharge capacity of the second cycle after 50 cycles. The correlation between the structure features of the hollow CuO and their electrochemical behavior was discussed in detail. Smaller size of primary structure and larger internal space of electrode materials are crucial to better electrochemical performance. This work represents that Kirkendall effect is a promising method to fabricate excellent hollow electrode materials for Li-ion batteries.     

Polyaniline-coated carbon particles and their electrode behavior in organic carbonate electrolyte

In an attempt to increase the interface stability of carbon used in Li-ion batteries, a thin conducting polyaniline (PANI) film was fabricated on the surface of carbon by in situ chemical polymerization. The chemical and electrochemical properties of the composite material were characterized using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscope, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. It was confirmed that the PANI film has an obvious effect on the morphology and the electrochemical performance of carbon. The results could be attributed to the electronic and electrochemical activity of the conducting PANI films.