碳纳米管-Mm(Ni-Co-Al-Mn)5复合储氢材料的电化学性能研究

本文首次研究了碳纳米管-MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4复合储氢材料的制备及其电化学性能,在250mA/g放电的条件下,其电化学储氢量达到320mAh/g,相同条件下MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4储氢量为270mAh/g.通过循环伏安法研究氢在复合电极上电化学特性表明,碳纳米管与MmNi_3.6Co_0.7Al_0.3Mn_0.4的复合促进了氢的吸附.     

活性碳纳米管的制备及其在有机电解液中的电容性能研究

以KOH为活化剂对碳纳米管进行化学活化制备双电层电容器用高比表面积活性碳纳米管. 采用TEM和N₂吸附法表征活性碳纳米管的结构, 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价其在1 mol•L^－1 Et₄NBF₄/PC中的电容性能. 随活化剂用量增大、活化温度升高和活化时间的延长, 活性碳纳米管的比表面积和比电容都呈增大的趋势. 活化剂用量为3∶1, 800 ℃活化4 h制备的活性碳纳米管的比表面积663 m²•g^－1, 比活化前提高了3倍, 其比电容达57.2 F• g^－1, 比活化前提高了2倍. 将活性碳纳米管的比电容与其比表面积相关联, 发现两者之间具有非常好的线性关系, 并分析了原因.     

聚苯胺颗粒电极的制备与其电化学行为

采用循环伏安法,以含苯胺(An)的硫酸溶液为电解质,采用循环伏安技术在Pt微盘电极上得到随机、不连续沉积的聚苯胺(PAn)微颗粒和PAn膜.实验结果表明:H2SO4浓度、苯胺浓度、电位扫描上限和扫速对电化学合成随机、不连续沉积的PAn微颗粒具有重要影响.不连续随机沉积的PAn微颗粒电极与PAn膜电极在锂离子(Li-ion)电池电解质溶液中的行为有明显差异,不连续随机沉积的PAn微颗粒电极可以清楚地得到氧化还原电流峰,而PAn膜电极无法形成清晰的氧化还原电流峰.采用较缓慢扫描速度更有利于形成良好"结晶"的不连续PAn颗粒电极,该种电极可以同时具有高比能量和可逆性能.     

高氯酸锂-乙酰胺新型二元熔盐电解质的谱学研究

高氯酸锂与乙酰胺在适宜摩尔配比范围内可形成热稳定性良好、电化学性能优良的室温熔盐.从分析LiClO4与乙酰胺形成熔盐的作用机制出发,通过红外、拉曼光谱的谱学分析并应用非局部密度泛函理论方法进行量化计算对二者的相互作用进行了讨论.发现乙酰胺通过Li－O键与LiClO4中的Li＋配位而破坏了LiClO4的离子键,形成很大的配位阳离子,削弱了阴阳离子间的库伦作用力;同时Li－O也导致乙酰胺分子间的氢键断裂,因而体系的共熔温度较之纯物质熔点显著降低,部分样品室温下以液体状态稳定存在.     

尖晶石Li4Ti5O12中锂离子的化学扩散系数的研究

A relatively simple galvanostatic method was used for the evaluation on the average chemical diffusion coefficient of lithium-ion in spinel Li₄Ti₅O₁₂ prepared by solid-state reaction technique. The diffusion coefficient of lithium-ion was estimated to be 2.8×10^-13 cm²·s^-1 and 1.3×10^-13 cm²·s^-1 for charge and discharge， respectively.     

Fe2O3填充碳纳米管作为锂离子电池负极材料的电化学性能

通过碳纳米管与硝酸铁水热反应和随后烧结处理合成了Fe₂O₃填充多壁碳纳米管，透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)分析显示，Fe₂O₃多数填充入碳纳米管管腔内，在碳纳米管外壁极少发现有附着物，碳纳米管中Fe₂O₃颗粒具有γ-Fe₂O₃结构，这与水热法制备的的纺锤状Fe₂O₃(α-Fe₂O₃相)明显不同。这是因为硝酸将管壁及管端腐蚀，Fe³⁺由于毛细管作用进入管腔。文章初步研究了Fe₂O₃填充多壁碳纳米管、水热法合成的纳米Fe₂O₃颗粒和硝酸纯化的多壁碳纳米管的电化学嵌/脱锂性能。研究发现，Fe₂O₃填充多壁碳纳米管具有Fe₂O₃的高的放电容量和碳纳米管的低放电电位特征。由于碳纳米管的限定作用，缓解了碳纳米管空腔内γ-Fe₂O₃在反复锂嵌/脱过程中的结构应变，该复合材料表现出具有良好的循环稳定性。     

Single-walled Carbon Nanotubes as Electrode Materials for Supercapacitors

Large-scale synthesized single-walled carbon nanotubes （SWNT） prepared by electric arc discharge method and a mixture of NiO and Y2O3 as catalyst have been used as electrode materials for supercapacitors. N2 adsorption/desorption measurement shows that the SWNT is a microporous and mesoporous material with specific surface area 435 m^2·g^-1. The specific capacitance of the nitric acid treated SWNT in aqueous electrolyte reaches as high as 105 F/g, which is a combination of electric double layer capacitance and pseudocapacitance. The SWNT-based capacitors also have good charge/discharge reversibility and cycling perdurability.     

温度与碱浓度对FeO_4~(2-)/FeO_2~-体系电化学行为的影响

研究了影响Fe(OH)3进行酸式电离反应的因素,在多种浓度和温度条件下的NaOH浓溶液中采用SnO2-Sb2O3/Ti电极,研究FeO42-/FeO2-体系的电化学氧化还原反应参数及其变化趋势,结果证实该体系发生电化学氧化还原反应的最佳碱溶液浓度范围为12~14 mol/L,最佳温度范围为295~315 K.阐明了在实验条件下FeO42-/FeO2-氧化还原体系中存在由FeO43-/FeO2-构成的氧化还原电对,而FeO42-不直接与FeO2-构成氧化还原电对;并给出了FeO42-/FeO2-氧化还原体系的Latim er图.     

纳米微晶TiO2合成Li4Ti5O12及其嵌锂行为

用溶胶-凝胶法并经热处理制备不同形态和晶体尺寸的TiO2，分别与Li2CO3高温固相反应生成锂钛复合氧化物，经电化学测试发现,用300 ℃热处理所得纳米微晶TiO2制备的Li4Ti5O12具有良好的嵌锂性能，其可逆比容量大于95 mA•h•g－1，充放电效率近100％，循环性能良好，电压平台平稳,在嵌锂至容量≥85％或脱锂至容量≥90％时均有明显的电压变化，可用作锂离子电池负极材料.     

催化剂Ni/Y2O3上低温乙醇水蒸气重整制氢研究——氢气预还原对催化剂性能的影响

用浸渍－热分解－氢还原法(IHDHR)和浸渍－热分解法(IHD)分别制备了两种纳米尺寸的Ni/Y2O3催化剂，并应用X-光电子能谱、X-射线衍射、BET比表面测试等分析技术对两种催化剂的结构进行了表征和比较。采用固定床反应器对两种催化剂的催化性能进行实验测试。结果表明，氢气预还原与否对该纳米Ni/Y2O3催化剂的催化性能有一定的影响，经过氢气预还原的催化剂对低温乙醇水蒸气重整反应表现出较高的活性和稳定性，250?℃时，乙醇的转化率达到81.9%；320 ℃时，乙醇的转化率达到95.3%，对氢气的选择性为53.6%。对经过氢预还原的Ni/Y2O3催化剂进行了60 h的稳定性测试。