MnWO4/生物质衍生碳纳米复合催化剂的制备及催化性能

通过共沉淀法合成了双金属氧化物MnWO₄镶嵌生物质衍生碳（MnWO₄/BC）纳米复合催化剂,并将其作为对电极（counter electrode,CE）催化剂组装了染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell,DSSC）,探究了MnWO₄/BC在非碘体系中的催化性能和光伏性能。结果表明：在铜氧化还原（Cu²⁺/Cu⁺）电对DSSC中获得的光电能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）为3.57%（D35）和1.59%（Y123）,高于Pt电极的PCE（3.12%,1.16%）;50次连续循环伏安测试表明,MnWO₄/BC催化剂具有较好的电化学稳定性。     

Development of Magnesium Anode-Based Transient Primary Batteries

Biodegradable primary batteries, also known as transient batteries, are essential to realize autonomous biodegradable electronic devices with high performance and advanced functionality. In this work, magnesium, copper, iron, and zinc – metals that exist as trace elements in the human body – were tested as materials for biomedical transient electronic devices. Different full cell combinations of Mg and X (where X = Cu, Fe, and Zn and the anodized form of the metals) with phosphate buffered saline (PBS) as electrolyte were studied. To form the cathodes, metal foils were anodized galvanostatically at a current density of 2.0 mA cm⁻² for 30 mins. Electrochemical measurements were then conducted for each electrode combination to evaluate full cell battery performance. Results showed that the Mg−Cu_anodized chemistry has the highest power density at 0.99 mW/cm². Nominal operating voltages of 1.26 V for the first 0.50 h and 0.63 V for the next 3.7 h were observed for Mg−Cu_anodized which was discharged at a current density of 0.70 mA cm⁻². Among the materials tested, Mg−Cu_anodized exhibited the best discharge performance with an average specific capacity of 2.94 mAh cm⁻², which is comparable to previous reports on transient batteries.     

铈基催化剂在挥发性有机物催化燃烧治理中的研究进展

铈基催化剂由于其特殊的氧化还原性能在催化反应中得到了广泛应用,在非均相催化反应中其表面性质尤为重要.二氧化铈晶格中的氧缺陷对表面催化反应起着非常重要的作用,而二氧化铈可以有效调节催化剂表面酸碱性,修饰催化活性中心的结构,提高催化剂的储放氧能力,增强其结构稳定性和提高活性组分的分散度等.我们分别从二氧化铈催化剂的制备方法...     

ZnS@C/rGO复合材料的制备及其电化学可逆储锂性能

通过溶剂热反应-水热处理的途径,制备了无定形碳包覆的ZnS纳米晶体(ZnS@C)与还原氧化石墨烯(rGO)复合的ZnS@C/rGO复合材料,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了形貌和微观结构的表征。电化学测试结果表明,与ZnS@C和ZnS/rGO相比,所制备的ZnS@C/rGO复合材料显示了显著增强的电化学储锂性能,在100 mA·g^-1电流密度下,其电化学储锂的首次可逆比容量为1 101 mAh·g^-1,充放电循环100次后其可逆比容量为1 569 mAh·g^-1。在不同电流密度下循环1 200次后,仍保持在2.0 A·g^-1电流密度下有1 096 mAh·g^-1的可逆比容量,显示了其稳定的长循环性能。     

水诱导磷化镍腐蚀及腐蚀抑制

过渡金属磷化物作为助催化剂广泛应用于电催化、光(电)催化、电化学储能等领域,但其在水介质中的稳定性研究较少。我们以磷化镍(Ni_xP)作为研究对象,详细研究了所制备的Ni_xP与水的反应行为。研究结果表明： Ni_xP与水反应生成H₂,同时自身被氧化生成PO₄^3-和Ni²⁺,发生严重的化学腐蚀。腐蚀的程度与Ni_xP的晶体结构、元素比例等因素有关。通过在Ni_xP表面沉积NiO、ZnO、TiO₂保护层可显著抑制Ni_xP的化学腐蚀,提高Ni_xP在水介质中的抗腐蚀能力。     

双包覆法改善高压钴酸锂正极材料的电化学性能

通过结合固相和液相包覆在Al掺杂LiCoO₂表面共包覆了钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)和聚吡咯(PPy)。这种双包覆方法不仅稳定了高电压下LiCoO₂的表面,还增强了材料的离子和电子电导率。电化学测试表明,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为80∶10∶10时,在0.5C(1C=180 mA·g^-1)电流下,循环300周后的容量保持率为76.9%,且在5C电流密度下可逆比容量为150 mAh·g^-1;由于双包覆后LiCoO₂电子电导率大幅提高,当活性物质、导电剂和黏结剂的质量比为90∶3∶7时,在0.5C电流下,循环200周后的容量保持率为82.8%,且在5C电流密度下可逆比容量为130 mAh·g^-1。X射线光电子能谱测试表明,包覆层可以在循环中保持稳定且能抑制LiCoO₂材料在高电压下的表面副反应。     

表面活性剂对LiNi0.80Co0.15Al0.05O2的结构和性能影响

在共沉淀过程中添加表面活性剂聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分别合成类球形Ni_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)(OH)_2前驱体,再与氢氧化锂(LiOH·H_2O)氧化煅烧得到LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)三元正极材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和充放电循环测试等对材料的结构、形貌、电化学性能等进行表征。结果表明:PEG和PVP的添加不影响材料中Ni、Co和Al元素的比例,能够促进一次晶粒长大和提高振实密度,能够促进正极材料层状结构发育进而提高正极材料的电化学性能。添加PEG、添加PVP和未添加表面活性剂合成正极材料的振实密度分别为2.07、1.86和1.40 g·cm~(-3),在0.2C充放电过程中首次放电比容量分别为210.8、188.9和173.0 mAh·g~(-1),以0.2C充电1C放电循环100次后电池容量保持率分别为78.8%、93.2%和82.7%,添加PEG和PVP的NCA材料表现出良好的电化学性能。     

氧化石墨烯/超细银粒子复合物的制备及其光电性能

超细银粉在太阳能电池正面电极领域有广阔的应用前景,其粒径分布、分散性、表面态与其性能息息相关。 本文通过在液相还原法合成超细银粉的后期引入氧化石墨烯(GO),利用溶液状态下二者相对活性的表面的相互作用获得了性能优良的银粉。 通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对所得复合超细银粉进行结构及形貌表征,结果显示该法获得的银粉分散性较好、尺寸分布较窄。 进而,利用紫外-可见光谱探讨了GO与银粒子之间的相互作用。 而且研究发现:固定硝酸银溶液的浓度,随着GO含量的增加,银粉的导电性能先升高后降低,当GO的质量分数为2.5%时,导电性能更好。 这为超细银粉在实际中的应用提供重要数据和有益参考。     

Synergistic effect of dealumination and ceria impregnation to the catalytic properties of MOR zeolite

MOR zeolite has been extensively employed as a catalyst in industries. However, high Brønsted acidity in MOR leads to rapid deactivation due to coke deposition on the pore mouths; thus, the surface acidity of MOR needs to be moderated. Herein, we report a modification of MOR chemical composition via acid treatment and deposition of ceria nanoparticles using a wet impregnation method. The acid treatment successfully increases the Si/Al ratio of MOR from 8.39 to 11.58 and reduces the total acid site concentration of MOR from 990 μmol/g to 752 μmol/g. The acidity of MOR is decreased when the Si/Al ratio is increased since the quantity of Brønsted acid sites is proportional to the number of Al framework. In addition, the acid treatment also improves the external surface area of MOR. Furthermore, ceria particles were successfully deposited on the MOR surface using wet impregnation method. The ceria content of parent MOR sample is lower compared to that of preceded by the acid treatment, which may be attributed to the formation of more terminal silanol groups. Finally, catalytic test on Friedel–Crafts alkylation of toluene with benzyl alcohol shows that the synergy between dealumination and the impregnation of ceria significantly improves the activity of MOR zeolite.     

原位电化学合成铁基电极材料及其超级电容器性能

采用胶体纳米粒子为模型进行研究。假设活性阳离子均匀分布在导电碳与粘结剂中,电解液离子的渗入可以原位形成活性胶体团簇。通过原位电化学方法合成了不同组成的铁基超级电容器电极材料。在不同的阳离子电解液中,铁胶体离子电极的电容不同,其中在KOH、NaOH、LiOH电解液中分别为1 113、927、755 F·g^-1。通过胶体的介尺度结构构筑,实现离子到材料性能的跨尺度可控调节。通过对胶体模型的拓展,提供了原位组成调节到材料性能跨尺度调控的新方法。