LiBPON薄膜电解质的制备及电化学性能研究

应用磁控溅射法在N2气氛中制备LiBPON薄膜电解质,研究薄膜性能与沉积条件的关系,优化其制备条件.扫描电镜图显示其表面平整均匀致密,X射线衍射及交流阻抗测试分别表明该薄膜呈非晶态,室温离子电导率随溅射功率增大而减小,随N2压力增大而增大,最高达3.5×10-6S/cm;薄膜的沉积速率随溅射功率增大而增大,随N2压力增大而减小.N的结合对电解质的电化学性能有明显改善,作为薄膜锂电池电解质有良好的应用前景.     

Fe_2O_3的制备及其电化学性能研究

分别采用高温热分解法(A)和熔盐法(B)制备了锂离子电池负极材料Fe2O3A和Fe2O3B,其结构与形貌经XRD和SEM表征。分析结果表明,Fe2O3A为三方晶相,呈片状结构团聚而成的类球形颗粒;Fe2O3B随着制备温度的升高,从立方相转变为三方相。充放电测试结果表明,于550℃制备的Fe2O3A和Fe2O3B初始容量分别高达1 312.1 mAh.g-1和1 412.2 mAh.g-1。采用交流阻抗图谱和循环伏安对其充放电过程的界面特性进行分析,发现随着充放电的进行,Fe2O3界面形成SEI膜。     

Robust and easily retrievable Pd/Ti_3C_2T_x■graphene hydrogels for efficient catalytic hydrogenation of nitroaromatic compounds

Ti_3C_2T_x has been emerging as an attractive platform to prepare composite catalysts,and their assembly into integrated catalytic mate rials repre sents a key step forward toward practical applications.Howeve r,the swelling behavior of Ti_3C_2T_x leads to significant structure change,which challenges the stability of Ti_3C_2T_x-based integrated functional materials for catalytic applications.Here we report a facile synthesis of Pd/Ti_3C_2T_x■graphene hydrogels in which Pd/Ti_3C_2T_x are spatially encapsulated in the 3 D porous graphene framework.The porous interconnected structure not only affords efficient mass transfer and desirable functional accessibility to catalytic active sites,but also effectively buffers the swelling behavior of Ti_3C_2T_x.When applied for catalytic hydrogenation of nitroaromatic compounds,the mechanically robust Pd/Ti_3C_2T_x■graphene hydrogels exhibit efficient activities,easy separability,and good cyclability.This work is expected to promote the application of Ti_3C_2T_x-based functional materials for practical applications involving interactions with salt solutions,such as supercapacitors,catalysis,and water purification.     

锂离子电池锡薄膜负极制备及电化学性能研究

应用真空蒸发法在泡沫铜基底上制备锡薄膜负极.XRD、SEM分析表征薄膜的物相结构及其微观形貌,并测试了材料的电化学性能.结果表明,泡沫铜基底的三维结构增强了活性物质与基底的结合力.在同一基底温度下,锡颗粒随蒸发时间延长逐渐增大,电池电化学性能降低;而在同一时间内,升高基底温度,颗粒无明显变化,电池循环寿命有了很大提高.样品A″电池(基底温度:200℃,蒸发时间:0.5 h)经100次充放电循环后比容量仍达407.3 mAh·g-1.     

TiO2多孔薄膜电极的制备、微结构及光电化学性能研究

近年来,半导体纳晶多孔薄膜作为一类重要的纳米结构材料,其光电化学性质及功能特性的研究受到人们广泛关注。由于量子尺寸效应及介电限域效应,它们的光物理、光电化学性质以及电荷传输机理明显异于多晶及单晶体材料。通过简便快捷的涂敷、浸涂或溅射等方法,半导体纳晶多孔薄膜可以在导电衬底上形成。这些薄膜具有高度多孔性、大比表面,易于用有机功能分子或半导体超微粒进行表面修饰^[1-2],在太阳能转换^[2]、光电子器件或电子变色器件^[3]及光催化治理环境污染^[4]等方面具有潜在的应用前景。因此,在光电化学、半导体物理及材料科学领域里研究十分活跃。本文采用涂敷及浸涂提拉方法制备了四种具有不同多孔率及比表面的TiO₂薄膜电极,并对其晶型、表面形貌微结构及光电化学性能进行了研究。     

NiO阳极薄膜制备与电化学性能

NiO阳极薄膜制备与电化学性能;NiO薄膜;真空蒸发;热氧化     

电化学沉积制备半导体CuInSe2薄膜

本文报道恒电位法在pH为1.35的Cu₂SO₄、SeO₂、In₂(SO₄)₃溶液中,在Ti电极上电化学沉积制备CuInSe₂纳米薄膜.研究络合剂柠檬酸和酒石酸对制备CuInSe₂纳米薄膜的影响.扫描电子显微镜(SEM)结果表明,加入络合剂后,电化学沉积的薄膜表面颗粒分布更均匀、致密.X射线衍射(XRD)分析显示,制备的CuInSe₂薄膜是黄铜矿和闪锌矿相的混和物,添加柠檬酸和酒石酸后,衍射峰增强,晶形变好.制备的薄膜颗粒尺寸大小在250nm左右,造成粒度增大的原因是由于颗粒的团聚作用.     

Ultra-lightweight Ti_3C_2T_x MXene modified separator for Li–S batteries:Thickness regulation enabled polysulfide inhibition and lithium ion transportation

The practical application of lithium–sulfur(Li–S)batteries is limited by the easy dissolution of polysulfides in the electrolyte,resulting in the lithium polysulfide(LPS)shuttle effect.Several two-dimensional(2D)materials with abundant active binding sites and high surface-to-volume ratios have been developed to prepare functional separators that suppress the diffusion of polysulfides.However,the influence of modified layer thickness on Li~+transport has not been considered.Herein,we synthesized individual and multilayered 2D Ti_3C_2T_x MXene nanosheets and used them to fabricate a series of Ti_3C_2T_x-PP modified separators.The separators had mass loadings ranging from 0.16 to 0.016 mg cm~(-2),which is the lowest value reported for 2D materials to the best of our knowledge.The corresponding reductions in thickness ranged from 1.2μm to 100 nm.LPS shuttling was effectively suppressed,even at the lowest mass loading of 0.016 mg cm~(-2).Suppression was due to the strong interaction between LPS intermediates and Ti atoms and hydroxyl functional groups on the separator surface.The lithium-ion diffusion coefficient increased with the reduction of Ti_3C_2T_x layers on the separator.Superior cycling stability and rate performance were attained when the separator with a Ti_3C_2T_x-PP mass loading of 0.016 mg cm~(-2) was incorporated into a Li–S battery.Carbon nanotubes(CNTs)were introduced into the separators to further improve the electrical and Li~+ionic conductivity in the cross-plane direction of the 2D Ti_3C_2T_xlayers.With the ultralightweight Ti_3C_2T_x/CNTs modified PP separator,the cell maintained a capacity of 640 m Ah g~(-1)after 200cycles at 1C with a capacity decay of only 0.079%per cycle.     

氧化镍薄膜的制备及电化学性质

分别采用真空蒸镀_热氧化(VE_TO)及脉冲激光沉积(PLD)技术制备氧化镍(NiO)阳极薄膜材料,并利用XRD、SEM、循环伏安、充放电等方法对薄膜的结构和电化学性能进行了表征。结果表明,两种方法均制备了厚度均匀、表面光滑、与基片结合紧密、无缺陷、致密的纳米晶形NiO薄膜。采用PLD技术制备的薄膜颗粒更小、结构更有序,具有更高的电化学比容量,并且能承受大电流充放电。因此,这两种方法制备的NiO薄膜可根据充放电电流密度的要求有选择的应用于全固态薄膜锂离子电池中。     

喷墨打印制备LiMn2O4薄膜电极及其电化学性能

通过溶胶-凝胶法制备了尖晶石LiMn2O4. 用分散剂Lormar D, 经超声分散制得了含LiMn2O4粒子的打印“墨水”, 并使用计算机喷墨打印的方法制得LiMn2O4薄膜电极. 薄膜电极的厚度约为1.8 μm. 用XRD、TG-DTA、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和充放电等方法对材料和电极的性能进行了表征. 结果表明, 在较大电流100 μA·cm-2 (2C)的充放电情况下, 电极能保持好的稳定性,其首次放电容量为109 mAh·g-1, 充放电54次后, 其容量仍可保持97.4%, 为105 mAh·g-1, 这可归因于薄膜电极中尖晶石LiMn2O4的晶型完整, LiMn2O4粒子小以及稳定的超薄电极结构.     

水热法制备三维网状TiO2纳米线薄膜及其光电化学性能

为了构建纳米二氧化钛(TiO2)的特殊结构以提高TiO2纳米材料的光催化性能, 利用水热法在钛箔表面制备了三维网络结构的TiO2纳米线薄膜(W-film). 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)及X射线衍射(XRD)仪对样品进行了表征. 结果表明, 三维网络TiO2纳米线薄膜是由大量非定向生长的锐钛矿型纳米线组成, 直径为10-30 nm, 长度大于5 μm. 利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对W-film 进行光学性能研究, 结果表明在350-700 nm波长范围内W-film的吸光度均大于TiO2纳米粒子(P25)薄膜(P-film)的吸收度, 同时吸收带边发生红移, 且吸光度随水热时间增加而增加. 进一步在Na2SO4溶液中研究了W-film的光电化学性能, 结果表明其光电化学性能较P-film优异. 并以甲基橙为目标降解物考察了W-film的光催化性能. 在相同测试条件下, W-film光催化降解甲基橙的速率是P-film的2.3倍, 展示了良好的应用前景. 这种复合W-film电极兼有柔性和可外加电场的双重优点, 拓展了TiO2薄膜的应用领域.     

喷墨打印制备LiMn2O4薄膜电极及其电化学性能

通过溶胶-凝胶法制备了尖晶石LiMn2O4.用分散剂Lormar D,经超声分散制得了含LiMn2O4粒子的打印"墨水",并使用计算机喷墨打印的方法制得LiMn2O4薄膜电极.薄膜电极的厚度约为1.8 μm.用XRD、TG-DTA、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和充放电等方法对材料和电极的性能进行了表征.结果表明,在较大电流100 μA·cm-2(2C)的充放电情况下,电极能保持好的稳定性,其首次放电容量为109 mAh·g-1,充放电54次后,其容量仍可保持97.4%,为105 mAh·g-1,这可归因于薄膜电极中尖晶石LiMn2O4的晶型完整,LiMn2O4粒子小以及稳定的超薄电极结构.     

三维有序大孔α-Fe2O3的制备及电化学性能研究

通过聚苯乙烯(PS)胶晶模板法合成了三维有序大孔(3DOM) α-Fe2O3, 运用扫描电镜、热重分析、X射线衍射、电化学充放电等多种方法对其结构和性能进行了表征和研究. SEM表明PS 胶晶模板和3DOM α-Fe2O3呈周期性排列. 合成的3DOM α-Fe2O3为三维有序多孔网状结构, 具有球型和六边形的孔隙形貌, 其孔径大小约为(115±10) nm; 孔壁由α-Fe2O3纳米晶粒组成, 壁厚为20～30 nm. XRD图谱表明经过煅烧除去模板后, 形成了纯α-Fe2O3相. 当3DOM α-Fe2O3作为锂离子电池负极材料时, 首次放电充电容量分别高达1880和1130 mAh•g－1, 20次循环后可逆容量依然高达631 mAh•g－1, 库仑效率大于90%.     

Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜的制备及发光性能的研究

以稀土氧化物为原料,用溶胶-凝胶法制备前驱液,加入适量的聚乙烯醇做成膜物质,用浸渍拉提法在石英玻璃表面上得到均匀的薄膜,然后经过适当的干燥和热处理得到Y2O3∶Eu3+发光薄膜.讨论了Eu3+的掺杂浓度和热处理温度对薄膜发光性能的影响.试验表明:Eu3+的最佳掺杂浓度为8%(摩尔分数),薄膜的发光性能随热处理温度提高而增强,当热处理温度达到700℃后,薄膜的发光性能基本上稳定.同时用原子力显微镜和X射线衍射分析了薄膜的表面形貌和结构.     

水热法制备Bi2O3纳米片及其电化学性能的研究

以Bi(NO₃)₃和氨水为原料、水溶性淀粉为分散剂, 采用水热法制备了Bi₂O₃纳米片, 用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)和氮气吸附-脱附等对材料进行了表征. 结果表明Bi₂O₃纳米片厚度分布比较窄, 比表面积达到9.26 m²/g. 同时, 采用循环伏安法和充放电仪测试了Bi₂O₃纳米片的电化学性能, 结果显示其具有一定的电化学活性.     

掺铕Y2O3发光薄膜的制备及发光性能

溶胶-凝胶法;荧光;掺铕Y2O3发光薄膜的制备及发光性能     

超薄Co3O4纳米片薄膜制备及其电化学传感器性能

本文以电沉积的金属钴薄膜作为原材料,通过简单的氧化技术获得了薄膜前驱体材料,并进一步在350 ^oC热处理条件下获得了超薄Co₃O₄纳米片薄膜材料. 通过扫描电镜（SEM）,X-射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）等手段对材料的物理结构进行了深入分析,并通过循环伏安法（CV）表征了该薄膜材料的电化学活性. 作为电化学传感器件的活性材料,该薄膜材料对H₂O₂的检测表现出较宽的线性浓度检测范围（0 ~ 4 mmol•L^-1）和较高的电流响应(~ 1.15 mA•cm^-2),在该领域具有较高的应用价值.     

锶掺杂纳米TiO2薄膜的制备及性能研究

以TiCl₄, 有机羧酸, NH₃•H₂O, Sr(OH)₂•8H₂O, D-山梨醇等为主要原料, 首先采用常温络合-控制水解新技术制备出平均粒径为6 nm的锶掺杂纳米TiO₂无色透明水溶胶, 再利用普通喷涂技术制备了纳米薄膜. 采用XRD, 纳米激光粒度分析仪, AFM, EDS, 紫外-可见分光光度计, 光学接触角测试仪等对样品的物相、粒径、组成、光吸收、光催化及亲水性等性质进行了表征, 同时对制备过程中的影响因素进行了研究. 结果表明, 当掺Sr量为1.8%, 回流时间为60 min时, 得到掺锶纳米TiO₂水溶胶所制薄膜的光催化性能最好, 在太阳光照射60 min后对浓度为50 mg/L的酸性红3R染料溶液的降解率达到99%, 薄膜样品的接触角为0.91°, 说明具有超亲水性.     

纳米TiO_2薄膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法制备了以玻璃为基底具有高光催化活性,表面均匀、透明、无裂纹的纳米TiO2薄膜.研究了反应物配比对薄膜表面形貌、透光率和光催化活性的影响,确定了最佳反应物配比.采用扣除背景干扰的方法,利用甲基橙的降解率对TiO2薄膜的光催化性能进行了评价,对其透光率、光催化活性以及物相形貌进行了表征.结果表明,在最佳反应物配比条件下,所制备的TiO2薄膜表面光滑平整,粒径为纳米级且分布均匀,具有80%高透光率和99%高光催化活性.     

Li3Fe2(PO4)3正极材料的制备及电化学性能研究

本文以本文通过高温固相反应合成了Nasicon型的Li_3Fe_2(PO_4)_3电极材料。XRD结果显示850℃烧结得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3结晶性最好。为了优化Li_3Fe_2(PO_4)_3电极的性能,使用行星球磨将制备得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3与乙炔炭黑混合均匀,得到了Li_3Fe_2(PO_4)_3/C复合正极材料。扫描电镜照片显示,球磨后活性材料的颗粒尺寸明显减小,而且更加均匀。对于Fe~(3 )/Fe~(2 )的氧化还原电对,恒电流充放电测试和伏安循环法揭示Li_3Fe_2(PO_4)_3/C复合正极材料再放电过程中在2.8和2.7V具有两个电压平台。样品球磨后,与800℃和900℃烧结得到的Li_3Fe_2(PO_4)_3相比,850℃烧结得到的材料具有更好的可逆性和更高的容量保持性,而且它的比容量在初始循环以C/20的倍率放电可以达到92 mAhg~(-1)以及在结束时的循环以C/10的倍率放电还具有62 mAhg~(-1)。