稀土氧化物对二次锌电极性能的影响

应用阴极极化法在锌电极上覆盖一层稀土氢氧化物膜La(OH)3或Ce(OH)3,并用循环伏安、动电位极化、定电位阴极极化实验研究其电化学性能.结果表明,La(OH)3或Ce(OH)3膜能抑制锌酸根离子的迁移,提高析氢过电位,降低腐蚀电流密度并能抑制枝晶生长.SEM观测显示,稀土氧化物La2O3或CeO2改变了锌沉积形态,进而提高了锌酸钙电极的充放电循环性能.     

钡添加剂对二次碱性锌电极性能的影响

采用直接化学合成法制备以钡作添加剂的二次碱性锌电极活性物质,样品的表面形貌及其晶态结构由SEM和XRD表征,并以循环伏安、充放电循环及电化学阻抗谱测定样品的电化学性能.实验表明,锌电极因Ba的添加而生成一种化学式为BaZn(OH)4·xH2O的锌酸钡,改善了电极的电化学性能.此外发现,Zn电极的电化学阻抗谱含有一个对应于电极表面放电产物覆盖率的时间常数.     

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．     

模拟含双锌核的甲烷单加氧酶催化甲烷和乙烷羟基化理论研究

采用密度泛函B3LYP方法,研究含双锌核的甲烷单加氧酶催化底物CH3X (X=H,CH3) 羟基化的反应机理.用cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn2(μ-O)2(COOH)(C3N2H4)(其中C3N2H4＝咪唑)模拟双锌核甲烷单加氧酶中的关键化合物Q.研究表明,反应通过自由基回弹机理发生.首先,底物CH3X (X=H,CH3)与Q中的一个桥形氧发生相互作用生成分子复合物QCH3X.然后,Q中的一个桥形氧进一步夺取底物中的氢原子,生成QH和XCH2双自由基.这两种双自由基很容易结合生成醇类分子复合物PXCH2OH,其中P= cis-(HCOO)(C3N2H4)Zn(μ-O)Zn(COOH)(C3N2H4).最后,分子复合物PXCH2OH脱去羟基化合物XCH2OH生成P.在298.15K和1atm的条件下,含双锌核甲烷单加氧酶Q催化CH4和CH3CH3羟基化反应在蛋白质溶液中的速率常数分别为6.414×10-19和1.542×10-6 dm3·mol-1·s-1.     

锌掺杂TiO_2的制备及其可见光催化性能

以钛酸纳米管[H2Ti2O2(OH)2,NTA]作为钛的前驱体、ZnCl2为锌源,采用水热法制备了锌掺杂的TiO2光催化剂;采用X射线衍射仪和透射电镜分析了催化剂产物的晶体结构和微观形貌;同时以亚甲基蓝为模型反应物,研究了锌掺杂量和水热温度对催化剂可见光光催化性能的影响.结果表明,水热温度为130℃,锌掺杂量为0.5%时,所得样品的光催化性能最佳.     

三种酰腙类Schiff碱的锌配合物的合成、晶体结构与表征

采用不同的方法合成了3种酰腙的锌配合物[Zn(Lss)(phen)(DMF)](1)、{[Zn(HLdis)]_2·2CH_3OH}_n(2)和[Zn(Baf)_2]·CH_3OH (3),通过元素分析、红外光谱、紫外光谱和热重分析进行了表征,并经X射线单晶衍射分析它们晶体结构。1和3的晶体属于三斜晶系P1空间群,Zn(Ⅱ)的配位数为6;2属于单斜晶系P2_1/n空间群,Zn(Ⅱ)的配位数为5。3的前驱体是一种吡唑啉类化合物(C_(15)H_(14)N_2O_3,Pzl),它的晶体属于单斜晶系P2_1/c空间群;Pzl与锌离子配位时发生分子重排,开环产物HBaf以酰腙结构与Zn(Ⅱ)配位形成3。     

Zn-La合金制备及其电化学性能研究

采用固相扩散法合成Zn＿La合金,并研究La对锌电极化学性能的影响.实验表明:La的适量添加能抑制锌电极的枝晶及腐蚀等问题,从而明显改善锌电极的循环性能,其中以0.5at.%La的添加量为最佳.在100mA/g电流密度下,循环80周期后,其放电容量仍达520mAh/g,XPS测试表明,La主要以La2O3/La(OH)3的形式附着在锌电极表面上.正是由于La2O3/La(OH)3的存在,显著改善了锌电极的循环充放电寿命.     

水系锌离子电池锌负极保护策略

水系锌离子电池采用金属锌作为负极材料,具有绿色环保、安全等优势,有望用于大规模储能。锌金属的储量比锂更加丰富,也更容易开采与提纯。同时,锌具有较低的氧化还原电位(-0.76V vs SHE)和较高的理论比容量(820 mAh·g^-1)和体积容量密度(5 854 mAh·cm^-3)。由于充放电过程中存在锌枝晶和不可逆副产物(如H₂、ZnO、Zn₄(OH)₆SO₄)等问题,造成锌负极的库仑效率较低,严重缩短了电池的循环寿命,限制了其实际应用。本文针对锌负极在实际应用中遇到的困难与瓶颈,从微观层面分析了锌负极沉积/溶解的动力学与热力学机理,并从锌电极表面改性、锌片内部结构优化、电解液改性和新型隔膜等方面,介绍了锌负极保护的各种策略,并通过具体实例,分析了其制备方法和改性机理以及最终对电池性能的改善效果,为实用高效的锌负极保护方法提供了思路。最后,文章讨论了锌负极在商业化过程中面临的机遇和挑战,并对未来的研究前景和热点进行了展望。     

石榴状凝胶微球固定化漆酶的制备、 表征及降解双酚A

采用铜/锌复合金属磷酸盐晶体和海藻酸钙凝胶双重包覆技术对漆酶进行固定化, 制得石榴状Alg@Cu₃/Zn₃(PO₄)₂@Lac的凝胶微球. SEM, EDX和FTIR表征结果表明, 在凝胶微球内部, 漆酶被成功固定于由海藻酸钙凝胶包覆的铜/锌复合金属磷酸盐晶体内, 铜/锌复合金属磷酸盐晶体镶嵌于海藻酸钙凝胶网格的孔隙中而呈石榴状. 以2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)为底物, 经酶学性质研究表明, 在无机盐晶体和海藻酸钙凝胶的双重保护下, Alg@Cu₃/Zn₃(PO₄)₂@Lac的耐热性、 耐酸性以及储存稳定性比游离漆酶均有不同程度增强. 将Alg@Cu₃/Zn₃(PO₄)₂@Lac应用于双酚A(BPA)的降解, 采用孔径约1 mm滤网实现快速回收, 经6次循环利用, 对BPA的降解率下降约14%, 显示出比较稳定的重复利用性和便捷的可操作性, 这主要得益于海藻酸钙和铜/锌无机盐晶体对漆酶蛋白分子的双重保护.     

助剂前体ZnSO_4浓度对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响

共沉淀法制备了Ru-Zn催化剂,在ZrO_2作分散剂下考察了助剂前体ZnSO_4浓度对苯选择加氢制环己烯Ru-Zn催化剂性能的影响.并用X-射线衍射(XRD)、X-射线荧光光谱(XRF)、N_2-物理吸附、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征.结果表明,当ZnSO_4前体浓度低于0.10 mol/L时,Ru-Zn催化剂中Zn以ZnO形式存在,在加氢过程中ZnO可以与反应修饰剂ZnSO_4反应生成(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_3盐.继续增加ZnSO_4前体浓度,催化剂中Zn以ZnO和NaZn_4(SO_4)(Cl)(OH)_6·6H_2O盐存在,在加氢过程中ZnO和NaZn_4(SO_4)(Cl)(OH)_6·6H_2O盐可以与反应修饰剂ZnSO_4反应生成(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_5.(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_x(x=3或5)盐的Zn~(2+)可以转移金属Ru的部分电子.因此,随ZnSO_4前体浓度的增加,(Zn( OH)_2)_3(ZnSO_4)(H_2O)_x的量逐渐增加,金属Ru失电子越多,催化剂活性越低,环己烯选择性越高.0.08 mol/L ZnSO_4前体制备Ru-Zn催化剂给出了59.1%的环己烯收率,而且该催化剂具有良好的重复使用性能和稳定性.     

加料方式对CuO/ZnO/Al2O3系催化剂前驱体性质的影响

用XRD、TG-DTG、TPR技术研究了不同加料方式对CuO/ZnO/Al2O3系催化剂前驱体物相组成及其结晶情况的影响，用加压微反装置考察了催化剂合成甲醇反应活性。结果表明, 加料方式对Cu2+形成的中间化合物的物相组成及结晶度影响显著,对Zn2+及Al3+的沉淀物相的影响很小。不同加料方式对催化剂前驱体物相组成及催化剂性能的影响主要是形成的初始前驱体中Cu的物相及结晶度不同。正加法主要形成Cu2(OH)3NO3,并流法主要形成无定形Cu2CO3(OH)2,后者与Zn5(CO3)2(OH)6相互作用转化为(Cu,Zn)2CO3(OH)2和（Cu,Zn）5(CO3)2(OH)6，由它们分解形成的CuO-ZnO固溶体是合成甲醇反应的活性相。并流法能最大程度的形成CuO-ZnO固溶体，有利于CuO粒子的细化，其催化活性较好。     

新型非对称电化学电容器的电极匹配研究

活性炭负极容量的有效利用率是导致双电层电化学电容器和C/Ni(OH)2非对称电化学电容器容量性质差异的主要因素,并可将其作为非对称电化学电容器容量设计和测算的依据;本文引入Ni(OH)2正极有效活性物质概念,以正极有效活性物质的量匹配负极的设计容量,从而优化正、负极的容量匹配,改善非对称电化学电容器的容量和大电流性能.     

Fabrication of Cu(OH)_2 Nanowires Blended Poly(vinylidene fluoride) Ultrafiltration Membranes for Oil-Water Separation

Cu(OH)_2 nanowires were prepared and incorporated into poly(vinylidene fluoride)(PVDF) to fabricate Cu(OH)_2-PVDF ultrafiltration(UF) membrane via immersion precipitation phase inversion process. The effect of Cu(OH)_2 nanowires on the morphology of membranes was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy, atomic force microscopy(AFM), scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD) measurements. The results showed that all the Cu(OH)_2-PVDF membranes had wider fingerlike pore structure and better hydrophilicity, smoother surface than pristine PVDF membrane due to the incorporation of Cu(OH)_2 nanowires. In addition, water flux and bovine serum albumin(BSA) rejection were also measured to investigate the filtration performance of membranes. The results indicated that all the Cu(OH)_2-PVDF membranes had high water flux, outstanding BSA rejection and excellent antifouling properties. It is worth mentioning that the optimized performance could be obtained when the Cu(OH)_2 nanowires content reached 1.2 wt%. Furthermore, the membrane with 1.2 wt% Cu(OH)_2 nanowires showed outstanding oil-water emulsion separation capability.     

碱式碳酸铜微球的表面改性和组装

报道了通过分散聚合反应在碱式碳酸铜微球表面锚接聚苯乙烯纳米粒子, 以调节其亲水/亲油性的方法. 结果表明, 锚接的聚苯乙烯纳米粒子尺寸愈大, 所得的改性碱式碳酸铜微球疏水性愈强. 用对油和水润湿性适中的改性碱式碳酸铜微球为乳化剂, 能够制备出稳定的油包水型Pickering乳液. 改性碱式碳酸铜微球组装在Pickering乳液的分散相液滴表面, 形成一个固体壳层. 将Pickering 乳液的分散相水核凝胶化, 合成出分级结构琼脂糖凝胶微球.     

不同载体负载的Cu2(OH)3CI催化剂对甲醇氧化羰基化的催化性能

采用浆液浸渍法制备了小同载体负载的Cu2(OH)3Cl催化剂,考察了催化剂对甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应的催化性能.结果表明,各载体负载的Cu2(OH)3Cl催化剂活性均高于传统的负载CuCl2催化剂;以比表面积较大的活性炭(AC)为载体的催化剂活性最高.以Cu2(OH)3Cl/AC(w(Cu)=18.71%)为催化剂时,甲醇转化率、DMC选择性和DMC时宅收率可分别达到6.93%,67.3%和139.1mg/(g·h);其催化性能比较稳定,反应60h后其催化活性略有下降.通过CO程序升温脱附、X射线衍射、X射线光电子能谱和扫描电镜等技术对催化剂进行了表征.结果表明,在反应过程中催化剂的活性物种Cu2(OH)3Cl的晶粒逐渐团聚、长大,并且转化为CuCl2和CuO;同时,新鲜催化剂中唯一的CuⅡ物种部分转化为CuⅠ物种.     

Ni(OH)_2电极材料的XRD和Raman光谱表征

用 XRD和 Raman光谱等方法对几种典型球形 Ni( OH) 2 电极材料进行了表征 ,并分析了材料的表观形貌、掺杂元素和微观结构等对其充放电性能的影响 .结果表明 ,有较好填充性和充放电性能 Ni( OH) 2 电极材料所具有的特征为 ,颗粒的球形好且结晶完好 ,晶粒较小 ,较大的晶格参数 c,并在 51 0和 3596cm- 1 处可以生成 Raman光谱峰 ;而 XRD和 Raman光谱方法则是评价 Ni( OH) 2 电极材料性能的有效手段 .     

外掺Y2O3对镍氢电池正极高温性能的影响

研究了外掺Y2O3对镍氢电池镍正极高温性能的影响. 通常镍正极在高温下放电比容量会骤然降低, 为了提高其高温性能, 进行了球型Ni(OH)2外掺不同比例Y2O3的实验, 对压制的镍电极在不同温度下的充放电情况进行了细致的研究. 研究发现外掺Y2O3的球型Ni(OH)2电极比普通球型Ni(OH)2电极的放电比容量在高温下要高出很多, 在0.2 C充放电情况下外掺1%是最佳比例, 它比普通球型Ni(OH)2电极的放电比容量要高出35%以上, 在1 C充放电情况下外掺0.2%是最佳比例, 它比普通球型Ni(OH)2电极的放电比容量要高出15%以上. 同时对外掺Y2O3提高镍正极放电比容量的原因也进行了初步探讨.     

碱液回流老化ZrO(OH)_2制备纳米晶ZrO_2的影响因素

通过考察回流老化所用的碱液（NH_4OH, NaOH和KOH）介质和容器材质（玻璃 和Teflon）对ZrO(OH)_2凝胶及其焙烧产物ZrO_2的织构／结构和热稳定性的影响， 研究了杂质元素掺杂和凝胶溶解－再沉淀等因素在形成高表面积纳米晶ZrO(OH) _2/ZrO_2过程中的作用。在Teflon容器中，以NH_4OH为介质（pH = 11.5）的回流 老化对ZrO(OH)_2/ZrO_2的性质无明显影响。而使用玻璃容器则可显著提高ZrO(OH) _2/ZrO_2的表面积、孔容和抗烧结性质，并在800℃获得小晶粒（5～7 nm）四方晶 相ZrO_2纳米晶材料；在DTA曲线上ZrO(OH)_2转变成ZrO_2晶体的温度由回流老化前 的463℃提高到810～840℃。在以KOH和NaOH为介质(pH = 13)的实验中，使用玻璃 容器得到与经NH_4OH为介质时相类似的结果；但在Teflon容器中只形成低表面积和 较大尺寸（约20 nm）以单斜相为主的混合晶相ZrO(OH)_2，其在800℃焙烧后形成 大晶粒（35 nm）单斜相ZrO_2。样晶的元素分析结果清楚地揭示出使用玻璃容器时 有SiO_2从器壁溶解掺杂进入ZrO(OH)_2凝胶。样品的表面积和孔容与杂质Si~(4+) 含量之间有顺变关系，表明Si~(4+)掺杂是形成高表面积和大孔容ZrO(OH) _2/ZrO_2、提高ZrO_2晶化温度以及稳定小晶粒四方晶相ZrO_2的最主要因素。在不 发生Si~(4+)掺杂前提下，K~+和Na~+的存在可促进ZrO(OH)_2形成结晶，但对高温 下ZrO_2织构的稳定性影响不大。此外，ZrO(OH)_2凝胶的溶解－再沉淀和骨架网络 有序化也是回流老化影响ZrO(OH)_2/ZrO_2织构的重要因素。     

Pt碘乙二胺配合物的DFT和DV-Xα研究

利用密度泛函DFT/LANL2DZ和DV-Xα，对两种Pt(IV)碘配合物trans，cis-[Pt (OAc)_2I_2(en)] (A)，trans，cis-[Pt(OH)_2I_2(en)] (B)及它们的光照产物 [Pt(OAc)_2(OH)I(en)] (C)，[Pt(OH)_3I(en)] (D)完成了几何优化；计算了配合 物能级、光谱、前线轨道组成、电荷布居等性质。计算结果能解释有关的实验现象 。