基于金属有机框架的Cu-Cu_xO-C/rGO复合材料制备及其电容性能

以Cu-MOF-199/氧化石墨烯(GO)为前驱体,经高温碳化得到一种铜氧化物均匀分布在碳骨架上的赝电容材料Cu-CuxO-C/rGO,采用热分析法、X射线衍射、扫描电子显微镜等对材料的结构和形貌进行分析,采用循环伏安和恒电流充放电等方法测试材料的电化学性能.未掺杂rGO的复合材料呈八面体构型,Cu和CuxO颗粒均匀分布在碳骨架上,随着rGO引入量的增加,其形态的不规则程度增大.rGO投料比例为10%、碳化温度为800℃时,材料的电容性能最佳,在电流密度为0.5A·g-1时比电容达620F·g-1,1A·g-1时达477F·g-1,2A·g-1时仍有206F·g-1.     

Co-MOF-74衍生介孔碳材料的制备及其电容性能

以含Co的金属有机框架材料Co-MOF-74为前驱体,通过高温碳化和酸洗等步骤,制备了介孔碳材料C-MOF-T,氮气吸脱附测试表明其具有介孔结构,比表面积最高达到1 289 m~2·g~(-1),介孔孔隙率达到96%。采用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗等电化学方法研究了碳化温度对介孔碳材料电容性能的影响。碳化温度为800℃时制备的碳材料在电流密度为0. 1 A·g~(-1)时比电容可达187 F·g~(-1);电流密度为20 A·g~(-1)时,比电容仍有117 F·g~(-1)。在电流密度1 A·g~(-1)条件下,经4 000次循环后仍能保持95. 7%的比电容,表明了该碳材料具有优异的倍率性能和循环稳定性,在超级电容器领域具有应用潜力。     

液相-固相还原法克服团聚制备高性能超级电容器用石墨烯电极材料

以水合肼为还原剂采用液相预还原-冷冻干燥-固相充分还原的方法制备的石墨烯电极材料具有十分优越的电化学性能,在超级电容器中比电容值达到336F·g-1(10 mV·s-1,循环伏安法),较液相还原石墨烯(270F·g-1)提高24%,同时亦优于固相还原石墨烯(323 F·g-1).对液相预还原氧化石墨烯采取冷冻干燥,既避免了液相直接还原干燥过程中的团聚现象,同时也有效地增加了固相还原石墨烯的无序度,从而进一步提高了石墨烯的电化学性能.     

基于聚氨酯泡沫的N掺杂多孔碳制备及其电容性能

以聚二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和聚酯380为原料,采用一步法制备聚氨酯泡沫,并采用阶段性升温碳化的方式得到多孔碳材料（PUFC）,探讨了升温方式和保温时间对PUFC形貌、组成和电容性能的影响。研究结果表明,阶段升温碳化得到的PUFC能够实现N自掺杂且具有较高的比表面积。将聚氨酯泡沫先以5℃/min的速率升温至240℃并保温1 h,然后以1℃/min的速率升温至500℃,最后以5℃/min的速率升温至800℃并保温2 h,得到电化学性能最佳的PUFC。在0.1 A/g时PUFC的比电容高达325.2 F/g;而且在20 A/g时,其比电容仍可达264.3 F/g,倍率性能高达81.3%,表明该碳材料具有优异的电容性能。     

层状LiMnO2的软化学法合成及电化学性能的研究

采用软化学法合成了单斜结构的层状LiMnO2材料.首先用流变相法合成层状单斜结构的前驱体NaMnO2,然后由溶剂热法在120℃得到具有层状单斜结构的产物LiMnO2.用X-射线衍射图谱表征了前驱体及反应产物的结构,用扫描电子显微镜测定了反应产物的形貌,并对反应产物的电化学性能进行了初步研究.结果表明,层状LiMnO2材料表现出良好的电化学充放电循环性能.在室温和25 mA/g的充放电速率下,LiMnO2/Li电池的首次放电比容量为131 mA·h·g-1, 第30次放电比容量为128 mA·h·g-1.     

爆米花衍生氮掺杂纳米碳的制备及其电化学性能研究

纳米碳材料被广泛应用于能量存储和催化等领域, 但简便而有效地制备高性能碳材料仍是一个挑战. 本文采用微波法制备爆米花, 经过预碳化、KOH活化后得到高比表面积和高微孔率的氮掺杂纳米碳材料, 并利用SEM、TEM、XRD、Raman、XPS和N2物理吸附表征材料的结构和组成, 并将其用作超级电容器电极材料. 结果表明: 活化样品由于具有发达的孔结构和合适的氮含量而具有优异的电化学性能; 在0.2A?g-1的电流密度下, 比电容高达214F?g-1; 当电流密度20A?g-1时, 其倍率性能保持65%.     

复合碳材料ACF@OMC对酸性橙Ⅱ的吸附性能

采用软模板法,以活性炭纤维毡(ACF)为基材制备了一种有序介孔碳(OMC)活性炭纤维毡复合碳材料ACF@OMC,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其微观形貌结构进行表征,N2物理吸附脱附对其孔道结构参数进行测试,选取酸性橙Ⅱ作为模拟污染物,考察其吸附性能.结果表明:ACF@OMC材料以OMC包裹ACF纤维生长的方式结合;比表面积754m2·g-1,介孔孔容0.39cm3·g-1,平均孔径为2.9nm;其吸附性能明显优于ACF(5h达到吸附平衡),达到吸附平衡时间为3h;其吸附行为符合准二级吸附动力学方程,速率常数达0.030 3g·mg-1·min-1(R2=0.999 1),约为ACF体系的1.4倍;该材料对酸性橙Ⅱ的吸附量达到318.7mg·g-1,吸附等温线符合Langmuir模型.     

污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能研究

亚甲基蓝和环丙沙星是水体中2种污染物, 对生态环境有潜在危害. 本文以市政剩余活性污泥为原料, 氯化锌为活化剂热解制备污泥基吸附剂, 研究盐酸酸洗浓度、氯化锌浓度、热解温度、热解时间等对污泥基吸附剂吸附水中亚甲基蓝和环丙沙星性能的影响. 结果表明 (1)污泥基吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能随盐酸酸洗浓度的增大而增加, 对环丙沙星的吸附性能则随盐酸酸洗浓度的增大呈先降后增趋势, 两者均在1.500mol·L-1盐酸浓度下取得最优值. (2)污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能随氯化锌浓度和热解温度的增加呈先升后降趋势, 在氯化锌浓度为4.0mol·L-1、热解温度为500℃时有最优值; 随着热解时间的延长, 污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附性能分别在500℃热解70min和80min时有最优值. (3)污泥基吸附剂的最佳制备条件为 氯化锌4.0mol·L-1活化2h、500℃热解70min和80min、1.500mol·L-1盐酸酸洗; 以此制得的污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的去除率分别为97.7%和96.4%, 平衡吸附量分别为97.9mg·g-1和3.9mg·g-1, 且污泥基吸附剂对亚甲基蓝和环丙沙星的吸附过程均符合准二级动力学方程.     

胱氨酸修饰面包酵母对直接蓝的吸附行为

用胱氨酸对面包酵母表面进行修饰制成生物吸附剂,以戊二醛为交联剂,研究了该吸附剂对直接蓝的吸附性能、特征及其影响因素.实验结果表明,温度45 ℃,pH 1.0～5.0,吸附时间2 h是修饰酵母对直接蓝吸附的最佳条件.吸附过程符合准二级动力学方程,吸附模式为Langmuir单分子层吸附,修饰酵母和未修饰酵母的吸附速度分别为500,238 mg·g-1·h-1;吸附容量分别为65,57 mg·g-1.     

二氧化钌/石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能

采用共沉淀法制备了二氧化钌/石墨烯纳米复合材料应用于超级电容器中,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对材料表面结构形貌进行了分析。将电极材料装配成极片,组装成超级电容器并进行电化学性能测试,实验表明,含有质量分数为5%石墨烯的复合材料表现出很好的电化学性能,该材料单极首次放电比容量有740F.g-1;在2A.g-1的电流密度下,8 000次深度循环后容量保持率为71%且具有很好的稳定性,比容量和循环性能都要优于纯的氧化钌材料,表明合成的复合材料适合用于超级电容器中。     

基于MOFs和酚醛泡沫的多孔碳泡沫电容性能

以酚醛泡沫为碳源,金属有机框架材料Cu-MOF-199为掺杂剂,经过高温碳化制备了一种电容性能优良、循环稳定性强的多孔碳泡沫。采用热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、氮气吸脱附测试等技术对材料的结构和形貌进行分析,采用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)及电化学阻抗谱(EIS)等方法对材料的电化学性能与循环性能进行测试。结果表明,一定量Cu-MOF-199的引入可明显提升多孔碳泡沫的电容性能,在1 A·g~(-1)时可达169 F·g~(-1),20 A·g~(-1)时仍高达123 F·g~(-1),2 500次循环(1 A·g~(-1))后仍有97%的电容量。     

静电喷雾结合光波还原技术高效制备石墨烯膜电极及其在超级电容中的应用

采用静电喷雾结合光波还原技术制备了高性能石墨烯膜,结果表明,制备的石墨烯膜结构疏松,片层均匀有序;该石墨烯膜在电化学双层电容器中显示了良好的电化学性能:在电流密度0.2A·g-1时,容量达到309.6F·g-1,电流密度1A·g-1仍然能够放电233.6F·g-1;循环性能良好,经过10 000次循环(1A·g-1),容量保持在94%以上,库伦效率接近100%。而且,这种液固直接转化及光波高效还原制备石墨烯膜电极的模式无须添加导电剂和粘结剂,避免了石墨烯片与片之间的堆叠,其结果将对研究开发新型的储能电极及器件具有重要价值和意义。     

四氯化碳与二甲基亚砜制备新型碳材料

报道了在固体KOH及相转移催化剂作用下 ,四氯化碳与二甲基亚砜 (DMSO)发生一种新颖碳化反应 ,生成棕色的富碳材料 .该富碳材料在 70 0℃下加热分解 ,提纯后得到直径为 30～ 80nm的多孔碳粒子 .该碳材料比表面积为 4 30m2 ·g-1,平均孔径为 2 .6× 10 -9m ,其结构中同时含有sp2 与sp3 杂化的碳原子     

Preparation of Cex Zr1-x-AI mixed oxides and investigation of the palladium-only three-way catalytic performance

利用溶胶-凝胶法和超临界干燥法相结合的技术制备了系列CexZr1-x-A1复合氧化物,采用BET、XRD等技术进行了表征,并研究了其负载Pd催化剂的三效性能.BET和XRD结果表明,CexZr1-x-A1复合氧化物具有良好的热稳定性,经1 100℃焙烧4 h后仍具有较大比表面积(＞95 m2·g-1),无α-A12O3产生.TEM和催化剂活性评价表明,含有铈锆固溶体的负载Pd催化剂具有良好的催化活性和耐热稳定性,其中Pd/Ce0.75Zr0.25-A1的催化性能最好,CO、C3H6、NO和NO2的起燃温度(T20%)分别为140、268、340、175℃,经1 100℃焙烧4 h后对各气体组分的完全转化温度仅提高10～20℃.     

机械球磨制备氢氧化镍的电化学性能

采用直接固相球磨含结晶水镍盐与碱的方法在短时间内(0.5 h)合成了氢氧化镍正极材料.X-射线衍射和扫描电镜分析表明:球磨反应产物为-βNi(OH)2,粒度分布在5μm左右,粒子之间存在着少量纳米级的颗粒,粒子表面蓬松,颗粒具有较大的比表面积且极富孔隙结构.充放电测试表明,该材料可逆容量达到250 mAh.g-1以上,放电容量高于市售的球形氢氧化镍;大倍率电流密度(289 mA.g-1)充放容量仍达220 mAh.g-1,且具有良好的循环性能.与传统的液相合成法相比,该合成方法快速简单、无污染排放,具有良好的应用前景.     

掺杂元素离子半径对LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)电化学性能的影响

以尿素为络合剂,氢氧化锂、醋酸锰等为原料通过水热反应获得颗粒均匀的尖晶石LiMxMn2-xO4(M=Li,Na,T1)前驱物,然后将前驱物在600℃～700℃间煅烧4h后获得最终产物.实验主要考察了掺杂元素的离子半径和M-O键离解能对产物LiMxMn2-xO4充放电过程中稳定性的影响,以及煅烧温度对材料形貌与结构的影响.结果表明掺杂元素的离子半径与被取代元素的离子半径越接近则掺杂后的材料越稳定,而M-O键离解能的影响则很小.实验发现LiNa0.02 Mn1.98O4的综合性能最佳,该样品在室温0.2C倍率的首次放电容量可以达到107 mAh·g-1,且不可逆容量衰减小,电池循环20次后容量只衰减了约2.8％.     

负载金属镨的壳聚糖对含氟水的处理

采用负载镨的壳聚糖作为含氟水的吸附剂,其最佳制备工艺条件为:壳聚糖用量1.0 g·L-1,Pr3 浓度0.1 mol·L-1,反应时间8 h,吸附剂粒径0.1 mm.该吸附剂的最优工作条件为:pH 7.0,温度50 ℃,吸附时间60 min.当吸附剂用量为1.60 g·L-1时,对浓度20 mg·L-1的含氟水去除率达到99.0%.用0.1 mol·L-1的NaOH对吸附饱和后的吸附剂进行解吸处理24 h,可以有效地恢复其吸附性能.吸附剂对F-的吸附过程符合Langmuir吸附等温线方程;对F-的饱和吸附容量为62.1 mg·g-1.吸附动力学符合拟二级速率方程,颗粒内扩散过程和液膜形成的边界层是吸附过程的主要限速步骤.     

水稻秸秆灰对水中双酚A的吸附去除性能研究

以比表面积为1 572 m²·g^-1的粉末活性炭为参照, 研究了水稻秸秆于350和500 ℃灼烧产生的灰对双酚A的吸附性能, 为认识和利用水稻秸秆灰去除水中有机微污染物提供参考. 结果显示, 水稻秸秆灰对双酚A的去除过程符合两室模型, 其快吸附阶段在2 h内平衡, 慢吸附阶段需5~7 d才能平衡, 慢于活性炭的吸附平衡过程(需2.5 h). 水稻秸秆灰的吸附等温线符合Dubinin- Ashtakhov模型, 单位质量的最大吸附容量为18.0 mg·g^-1 (350℃灰分)和10.3 mg·g^-1 (500℃灰分), 是活性炭(245 mg·g^-1)的4.2%~7.3%; 单位比表面积的最大吸附容量为1.81 mg·m^-2 (350 ℃灰分)和1.68 mg·m^-2 (500 ℃灰分), 是活性炭(0.156 mg·m^-2)的11~12倍, 表明水稻秸秆灰是一种单位比表面吸附效率较高的双酚A吸附剂.     

水涝胁迫对烟草理化特性和几种次生代谢产物的影响

为明确水涝胁迫对烟草的影响,本文以K326烤烟为实验材料,对其进行不同天数水涝胁迫,然后采用分光光度法测定了烟叶中的可溶性糖、抗氧化酶活性等生理生化指标,以及总酚、总黄酮和总生物碱含量,高效液相色谱法进一步检测了6种酚类化合物。结果表明:随着水涝时间的延长,烟叶中的脯氨酸(0.006～0.043mg·g-1)和可溶性糖(14.19～36.36mg·g-1)含量上升,总叶绿素(1.33～0.66mg·g-1)、叶绿素a(0.97～0.47mg·g-1)、叶绿素b(0.37～0.17mg·g-1)、可溶性蛋白(0.003 7～0.001 5mg·g-1)含量以及超氧化物歧化酶（SOD）(179.82～138.04U·g-1)活性下降,丙二醛（MDA）含量先上升后下降,(10.23～19.70～13.45nmol·g-1),于第5天达到最大值19.70nmol·g-1。过氧化物酶（POD）(18.15～30.12～13.33U·g-1)、过氧化氢酶（CAT）活性(0.65～1.07～0.17U·g-1)均先上升后下降;总酚(1.97～3.76mg·g-1)、总生物碱(0.32～1.87mg·g-1)含量上升,总黄酮含量无显著变化。在胁迫过程中没食子酸含量从0.048mg·g-1下降到0.014mg·g-1,芦丁、绿原酸、咖啡酸含量分别从0.008 4,0.34,0.01mg·g-1增加到0.043,3.087,0.085mg·g-1。表儿茶素和原儿茶酸含量变化不显著。研究结果为水涝对烟草的伤害机制及烟草抵抗水涝胁迫的应答机制提供理论依据。     

氨基功能化大孔SiO2固定化漆酶

在溶剂热条件下,采用后嫁接法对新型大尺寸Si O2大孔材料进行氨基化改性,以氨基修饰的Si O2大孔材料为载体,借助交联剂戊二醛(GA)使诺维信工业漆酶固定化.研究结果表明:在GA质量分数为3%,p H值为5,漆酶质量浓度为30 mg·m L-1条件下固定化4 h制备得到的固定化漆酶最优,活力达到111.4 U·g-1;比较固定化漆酶和游离漆酶的性质发现,固定化漆酶p H稳定性和热稳定性均优于游离漆酶,固定化漆酶重复使用性好,与底物反复操作10次后,相对活性仍保持70.8%.