竹节状纳米碳纤维的制备及嵌锂性能研究

以泡沫镍为催化剂,在600和700℃下,以CVD法热解乙炔气体制备大量的纳米碳纤维.随着制备温度增加,纳米碳纤维直径变小,竹节状含量减少, d002值减小,微晶片层平面Lc和La值增大,碳材料的可逆容量则下降.分别用透射电镜、 X射线衍射和拉曼光谱观察和测定了纳米碳纤维的形貌、微结构,发现在不同条件下生长的纳米碳纤维有不同的形貌和结构.对纳米碳纤维的电化学嵌锂性能的研究表明,纳米碳纤维的结构对其电化学嵌锂容量和充放电循环寿命起重要影响,制备温度越低,纳米碳纤维的石墨化程度越差,可逆嵌锂容量相应要高一些.     

Li[Mn1/3-x/3 Ni1/3-x/3 Co1/3-x/3 Crx ]O2系列正极材料的合成及性能研究

采用改进的固相法一步反应成功制备了掺杂Cr的系列正极材料Li[Mn1/3-x/3Ni1/3-x/3Co1/3-x/3Crx]O2(x=0, 0.015, 0.025, 0.050, 0.100),用XRD, SEM和充放电测试等考察了它们的物理性质和电化学性能.结果表明,所合成的正极材料具有O2层状结构,规则的形貌和均匀的粒径尺寸分布,其嵌锂脱锂均为一步机理.加入适量的Cr可提高该系列正极材料的电化学性能和循环稳定性.x=0.015时的正极材料电化学性能最佳,室温下其首次放电比容量为138.60 mAh·g-1,并且循环性能最好.     

采用基于乙醇体系的一步草酸共沉淀法制备层状富锂锰基正极材料

首次报道了一种新颖的基于乙醇溶液的一步草酸共沉淀法合成富锂锰基正极材料的方法。在这种方法中,包括锂元素在内的所有元素均能在共沉淀反应步骤发生沉淀反应,以此实现更为均匀的元素混合。此外,相比传统的草酸铵共沉淀法,该法省略了前驱体初烧的步骤,节约了合成的时间和成本。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等检测手段表征了所得样品的晶体结构与电化学性能,研究了两种方法所制备的富锂锰基正极材料的结构、形貌与电化学性能。结果表明,一步草酸共沉淀法合成的富锂材料,拥有更好的结晶性、更大的层间距;材料的颗粒更为均匀和细小。这些晶体结构与形貌上的优势,使得该法制备的富锂材料展现出了更高的放电比容量、更好的循环性能和倍率性能。这些结果均展示了我们所提出的一步草酸共沉淀法的可行性与优势。这种新颖而简便的共沉淀法,可推广于其他层状材料的合成与设计。     

三维花状Fe_2(MoO_4)_3微米球的水热制备及电化学性能

以Fe Cl3·7H2O和Na2Mo O4为原料,采用水热合成法制备三维花状Fe2(Mo O4)3微米球。探讨不同合成温度对样品形貌的影响,利用XRD、SEM和EDS等分析技术对样品的结构、形貌进行了表征,对该材料的电化学性能进行了测试。结果表明:Fe2(Mo O4)3微米球是由二维纳米片自组装而成的花状结构,合成温度为160℃时,制备的样品具有良好的电化学性能,当电流密度为100 m A·g-1,首次放电比容量为1 431 m Ah·g-1;并具有较好的循环性能和倍率性能。并对160℃合成样品表现较好电化学性能的原因进行了探讨。     

锂离子电池硅纳米线负极材料研究

采用涂膜法和直接生长成膜法分别制备两种硅纳米线电极.XRD、SEM和充放电曲线表征、观察和测定材料嵌锂状态过程的结构、形貌及电化学性能.与涂膜法相比,直接生长成膜法制备的硅纳米线电极具有较高的比容量、良好的循环寿命及较好的倍率性能;直接生长成膜法制备的硅纳米线电极,其嵌锂过程硅由晶态逐渐转变为非晶态,且其纳米线直径逐渐增大,但线状结构仍保持完好,进而防止了电极粉化和脱落.     

5 V锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成与Li+在材料中的扩散性能

使用草酸盐共沉淀法合成了5 V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4,研究了不同温度下合成的材料结构形貌与电化学性能之间的关系。结果表明,在900℃下合成的样品电化学性能最好,可逆放电容量达到133.0 mAh?g-1,经30周循环后,容量仍然保持在132.2 mAh?g-1,容量保持率高达99.4%。使用恒电位间歇滴定法(PITT)测定了锂离子在LiNi0.5Mn1.5O4材料中的扩散系数。结果表明,在LiNi0.5Mn1.5O4材料放电过程中,在不同电位嵌锂量不同,发生反应的氧化还原电对也不同,锂离子的扩散系数在不同的电位下也会有差别,扩散系数在10e-10 cm2?s-1~10e-11 cm2?s-1范围内变     

热处理温度对LiMnPO4/C复合纳米纤维电化学性能的影响

以乙酸锂、乙酸锰、浓磷酸和PVP为原料,采用静电纺丝法制备了LiMnPO_4/C纳米纤维锂离子电池正极材料,并研究了煅烧温度对LiMnPO_4/C纳米纤维样品形貌、结构和电化学性能的影响。通过X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其样品进行了结构和形貌表征。结果表明,经700℃焙烧的LiMnPO_4/C样品为橄榄石型结构,在SEM下呈直径约为310 nm纤维状。该样品在室温0.2 C倍率下首次放电比容量可达157.3 mAh·g~(-1),循环1000圈后的放电比容量在150 mAh·g~(-1)左右,容量保有率为95.3%,具有较高的循环稳定性。     

焙烧温度对锂离子电池正极材料Li2MnSiOJC电化学性能的影响

采用液相法合成了Li2MnSiO4/C复合正极材料,并研究了不同焙烧温度对材料的结构、形貌和电化学性能的影响.利用热重(TG)分析了材料前驱体的热行为,确定了合成Li2MnSiO4/C复合正极材料的焙烧温度范围为600-800℃.X射线衍射(XRD)测试结果表明,不同温度下合成的样品材料均具有正交结构,且空间群为Pmn21,同时利用扫描电子显微镜(SEM)对所得样品材料的微观形貌及颗粒大小进行了表征.将所得Li2MnSiO4/C复合正极材料组装成扣式电池,并在不同的电流密度下进行充放电测试,结果表明:700℃合成的样品材料电化学性能最佳,具有较高的库仑效率及很好的循环稳定性.     

催化裂解CH4制备不同形貌的碳纳米管

通过甲烷于较低温度(500～700℃)下在镍催化剂上催化裂解制备了各种形貌的碳纳米管.透射电镜测试结果表明,碳纳米管的外径和内径明显地受催化剂的大小和形貌的影响.本文考察了催化剂前驱体的种类、反应温度和原料气流速对镍催化剂和碳纳米管形貌的影响.     

Sn-Co-M-C(M = Zn,Fe)负极材料的制备及性能研究

以金属氧化物和蔗糖为原料,经混合球磨,高温碳热还原制备Sn-Co-M-C(M = Zn, Fe)复合负极材料. 采用XRD、SEM测试样品结构、观察样品形貌. 电化学性能测试表明,Sn-Co-Zn-C电极其首次嵌锂比容量571 mAh.g^-1,45次循环后其比容量369 mAh.g^-1,其比容量、循环寿命好.     

酚醛基电纺纤维的制备和分散形态研究

用电纺技术制备了酚醛纤维及碳纤维.用合成的甲阶酚醛(A-stage resol)和聚乙烯醇(PVA)在不同配比下进行电纺,然后经150℃固化处理1h,制得酚醛(PF)纤维.将PF和PVA质量比为1∶2的酚醛纤维在不同的温度下进行热处理,得到的纤维直径均小于200nm.用场发射扫描电镜(FESEM)观察并比较了纤维的直径和分散形态.用红外光谱(IR)证实了,在600℃下热处理后的酚醛纤维为碳纤维,分散形态最为理想.     

炭分子筛的制备及表面结构

以大庆石油焦为原料，采用KOH活化法，考察了碱炭比、活化温度、活化时间对吸附性能的影响，确定最佳工艺条件，碱炭比4∶1、活化温度800 ℃、活化时间2 h。并制得比表面积大于3 000 m2/g的超级活性炭。通过热处理得到孔径均一(中孔率＞85%)，比表面积大于1 500 m2/g的炭分子筛；再用表面氧化方法，得到表面酸度适宜（150 ℃～240 ℃之间为弱酸，240 ℃～340 ℃为中强酸，340 ℃～450 ℃为强酸分布）的催化剂载体。炭分子筛与传统氧化铝比较具有酸度分布广泛等特点,因较好的酸强度分布，可以增强载体与金属离子之间的作用力，增加负载量。因此，经氧化后的炭分子筛更适于作催化剂载体。     

顶空-气相色谱法测定水中三氯甲烷和四氯化碳方法的改进

改进了顶空-气相色谱法测定水中三氯甲烷和四氯化碳的方法,对平衡温度和平衡时间进行了优化,对不同溶剂配制的标准使用液和不同方法制作的工作曲线对测定结果的影响进行了比较.试验结果表明,样品最佳平衡温度和时间分别为50℃和35 min.采用甲醇代替标准中规定的纯水配制标准使用液,采用微量进样针取样到预先密封的顶空瓶中,三氯甲...     

汽油活性炭基脱硫吸附剂的制备与评价

以250℃温度下浓硫酸改性后的活性炭为载体,采用浸渍法制备了以MnO₂为活性组分的活性炭基的汽油脱硫吸附剂MnO₂/AC,考察了吸附剂的制备条件及脱硫条件对脱硫效果的影响。研究结果表明,适宜的吸附剂制备条件为,以Mn(NO₃)₂为活性组分前驱物,Mn(NO)₂浸渍液浓度0.15mol/L、常温下浸渍24h、焙烧温度350℃、焙烧时间2h。该吸附剂在静态吸附温度120℃、吸附时间2h、剂油质量比0.10的条件下可使原料油硫的质量分数从628.6×10^-6降至221.5×10^-6,脱硫率达到64.8%;在动态吸附温度60℃、空速1.76h^-1的条件下,初始流出汽油硫的质量分数降至21.8×10^-6,初始脱硫率达到96.5%。     

低温一步法活性炭基脱硫剂的制备与评价

以木屑为原料,在低温条件下一步法制得活性炭基吸附剂,考察了吸附剂制备条件和液-固、气-固吸附条件对吸附剂脱硫性能的影响。结果表明,吸附剂的最佳制备条件为,浸渍液与木屑质量比为1：1,浸渍液中硝酸质量分率为30%、吸附剂表面NiO负载量为5%,常温下浸渍24 h,400℃焙烧3 h。该吸附剂在0.2 g吸附剂/10 mL模拟油、温度为40℃及时间为5 h的液-固吸附脱硫的条件下,脱硫率为28.36%,吸附四次后饱和吸附硫容量可达2.34 mgS/g;在气-固吸附温度为250℃、空速为6.3 h^-1的条件下,饱和吸附硫容量为2.37 mgS/g;高温气-固吸附脱硫对吸附剂的影响表明,与脱硫前相比,吸附剂在比表面积、总孔体积、微孔体积均有明显提高,这说明气-固吸附脱硫过程同时实现了活性炭的扩孔活化。甲苯溶剂再生实验表明,经五次再生后吸附剂的再生性能均可达90%以上。     

Fabrication and Characterization of Diatomite-supported Activated Carbon Functional Ceramic

Using porous diatomite ceramic as carrier and phenolic resin as carbon precursor, the activated carbon functional ceramic with the activated carbon fixed into porous ceramic was prepared by the impregnation load phenolic resin, carbonization and activation isolated air. The influences of impregnation, curing, carbonization, activation etc. on the material property were discussed. The iodine value, SEM, elemental analyzer, BET and spectrum analysis chart were used to characterize the microstructures and performance of material at different conditions. The results showed that the excellent comprehensive property of activated carbon functional ceramic was gained when it adsorbed phenolic resin in 4 h under vacuum condition at curing temperature of 150 ℃ for 0.5 h and carbonization temperature of 600 ℃ for 1.0 h, and then put into 25wt% KOH for 4.0 h at activation temperature of 700 ℃ for 1.5 h. The iodine value is 176.9 mg/g, the specific surface area can reach 86.3 m2/g and the yield of carbonization is 50.48%.     

不同方法制备的纳米Au/NiO上CO常温常湿催化氧化性能的研究

CO的常温催化氧化过程在消除环境污染、空气净化、CO传感器、封闭式CO₂激光器、防毒面具以及密闭系统内CO的消除等方面都具有较高的实用价值.     

丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得.但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展.因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P...     

Effects of ultra-high temperature treatment on the microstructure of carbon fibers

The microcrystalline structure and microvoid structure in carbon fibers during graphitization process(2300-2700 °C) were characterized employing laser micro-Raman scattering(Raman), X-ray diffraction(XRD), small angle X-ray scattering(SAXS), and high-resolution transmission electron microscopy(HR-TEM). The crystalline sizes(L_a, L_c) increased and interlayer spacing(d_(002)) decreased with increasing heat treatment temperature(HTT). The microvoids in the fibers grew up and contacted to the neighbors with the development of microcrystalline. In addition, the preferred orientation of graphite crystallite along fiber axis decreased and microvoids increased. The results are crucial for analyzing the evolution of microstructure of carbon fibers in the process of heat treatment and important for the preparation of high strength and high modulus carbon fibers.     

Al2O3基Ni-Cu双金属催化剂上乙酰丙酸氢解（英）

Inexpensive γ-alumina-based nickel-copper bimetallic catalysts were studied for the hydrogenolysis of levulinic acid,a key platform molecule for biomass conversion to biofuels and other valued chemicals,into γ-valerolactone as a first step towards the production of 2-methyltetrahydrofurane.The activities of both monometallic and bimetallic catalysts were tested.Their textural and chemical characteristics were determined by nitrogen physisorption,elemental analysis,temperature-programmed ammonia desorption,and temperature-programmed reduction.The monometallic nickel catalyst showed high activity but the highest bγ-product production and significant amounts of carbon deposited on the catalyst surface.The copper monometallic catalyst showed the lowest activity but the lowest carbon deposition.The incorporation of the two metals generated a bimetallic catalyst that displayed a similar activity to that of the Ni monometallic catalyst and significantly low bγ-product and carbon contents,indicating the occurrence of important synergetic effects.The influence of the preparation method was also examined by studying impregnated- and sol-gel-derived bimetallic catalysts.A strong dependency on the preparation procedure and calcination temperature was observed.The highest activity per metal atom was achieved using the sol-gel-derived catalyst that was calcined at 450 ℃.High reaction rates were achieved;the total levulinic acid conversion was obtained in less than 2 h of reaction time,yielding up to 96%γ-valerolactone,at operating temperature and pressure of 250 ℃ and 6.5 MPa hydrogen,respectively.