WO3/碳布柔性非对称超级电容器的组装及性能研究

以超级电容器的电极材料制备、性质研究及对组装的非对称超级电容器的性能研究为核心内容,提高超级电容器电化学性能为主要目的,采用水热合成法在碳布基底上合成三氧化钨/碳布和活化后的碳布为超级电容器的电极材料。采用SEM、XRD表征方法对制备的材料进行了形貌表征及物相分析;使用上海辰华电化学工作站对电极材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能测试. 最终得到以三氧化钨/碳布为正极材料、活化后的碳布为负极材料组装成不对称柔性电容器,进行电化学测试,其电位窗口提高到0~1.6 V,电流密度61.9 mA·cm^-2时,电容达到58.96 F·cm-2,功率密度0.48 W·cm^-2时,能量密度为20.36 mWh·cm^-2,同时在电流密度8 mA·cm^-2时,循环3000次时表现出良好的循环性能,相较于对称型超级电容器,倍率性能更加优异.     

柚子皮衍生的分级多孔碳作为高性能超级电容器的电极材料

使用CTAB作为软模板,水热处理柚子皮,再以碳化和KOH活化过程得到了分级多孔碳(HPC),这种分级多孔碳材料的比表面积高达1 813 m~2·g~(-1),相比于没有水热步骤制备的多孔碳(PC),拥有更加丰富的介孔结构和更大的比表面积。XPS分析结果表明HPC的氧掺杂量更高,会比PC贡献更大的赝电容。三电极测试体系中,HPC的比电容达到285 F·g~(-1)(0.5 A·g~(-1),1 mol·L~(-1)KOH)。同时,组装的两电极对称超级电容器拥有很好的倍率性能,循环12 000次充放电后,比电容依旧保留99%。HPC拥有这样优异的性能归结于较大的比表面积,高氧掺杂量和合理的孔径分布的协同作用。     

萃取温度对无灰煤结构及煤基活性炭电化学性能的影响

以内蒙古褐煤为原料,N-甲基吡咯烷酮为萃取剂,在不同温度下萃取制备无灰煤,进而利用KOH活化法制备活性炭,探究萃取温度对活性炭电化学性能的影响。结果表明,无灰煤萃取温度对煤基活性炭电化学性能有显著影响。对无灰煤及原料褐煤的灰分含量,表面官能团含量和对应活性炭的比表面积、孔结构及其电化学性能进行对比发现,330℃下萃取制备出的无灰煤在碱煤质量比3∶1,活化温度650℃,活化时间2h的活化过程中具备最适宜的反应性,对应活性炭比表面积高达1 252 m~2·g~(-1),表面官能团含量适中,在3 mol·L~(-1)KOH电解液中50 mA·g~(-1)电流密度下比电容高达322 F·g~(-1),2 A·g~(-1)的电流密度下比电容保持率仍可接近90%。     

环境化学综合设计实验:镁铝水滑石的制备、表征及其对水中消毒副产物的吸附作用

制备了一种双金属氢氧化物吸附剂并对其溴酸盐吸附性能进行了测试,将吸附技术和现代测试技术与环境化学实验教学相结合。采用水热合成法制备了镁铝水滑石（MgAl-LDHs）吸附剂,焙烧后制得具有“记忆效应”的焙烧水滑石（MgAl-CLDHs）,并通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、热重（TG）及扫描电子显微镜（SEM）表征了吸附剂的结构和形态。结合材料的表征数据及性能测试结果分析探讨镁铝水滑石对溴酸盐的吸附效果,进一步探究该吸附反应的机制。该实验可让学生获取吸附领域的前沿知识,了解吸附反应以及各种现代测试技术的基本原理,提高学生的综合实验能力,激发独立思考和创新的意识,有利于创新人才的培养。     

高比能高功率全石墨烯锂离子电容器

石墨烯由于拥有超高比表面积和超高电导率而被作为电化学电容器材料广泛研究.本文采用树脂为碳源,通过一种方便快捷的树脂交换法制备一种具有高比表面积的多级孔三维石墨烯（3DG）.经过此种方法的催化、造孔、热处理等主要工艺步骤后,可显著增加石墨烯材料的小、介孔数量,从而提高材料的电化学性能.通过BET测试表明,3DG的比表面积可达2400 m²/g,孔体积达到2.0 cm³/g.以3DG作为正负极材料制备高比能量高功率型锂离子电容器（3DG-LIC）,可使3DG-LIC的工作电压从传统超级电容器的2.5 V扩展到4.0 V,能量密度也从20 Wh/kg提高到105 Wh/kg.另外,相同的化学和微观结构能很好地平衡正负极的容量及速率,使高比能量高功率的3DG-LIC具有更宽阔的应用领域.     

氮掺杂石墨烯的制备及其在化学储能中的研究进展

石墨烯独特的二维空间结构使其具有优异的导电性能、力学性能以及超大的比表面积,被认为是颇具潜力的新型储能材料,是目前储能研究的热点之一。 但是石墨烯易团聚、表面光滑且呈惰性而不利于与其它材料的复合,导致其应用受到限制。 石墨烯掺氮可改变其电子结构,增加表面的活性位,从而提高其应用于储能器件时的电化学性能。 本文综述了近几年氮掺杂石墨烯的制备方法以及其在超级电容器、锂离子电池、锂空电池以及锂硫电池等化学储能领域中的应用,指出了目前氮掺杂石墨烯在制备和储能应用中关注的核心问题,并对氮掺杂石墨烯的发展前景进行了展望。     

基于聚多巴胺的氮掺杂碳材料的制备及其电化学性能

多孔碳材料由于高的比表面积、优异的电子传导率、良好的化学稳定性等优点在超级电容器电极材料领域被广泛研究。 碳材料的组成及表面孔结构直接影响其电化学性能,为进一步提高碳材料的电容性能,本文首次以聚多巴胺球为前体,KOH为活化剂,通过高温碳化成功制备了良好电化学性能的氮掺杂多孔碳材料。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱等对所制备的氮掺杂多孔碳材料进行了形貌及结构组成的表征。 在6 mol/L KOH电解液中, 采用循环伏安、恒电流充放电对多孔碳材料的电化学性能进行了研究。 结果表明,由于双电层电容和赝电容的协同作用,在电流密度为1 A/g时,材料的比电容可达269 F/g,充放电循环1000圈后电容仍可保留初始值的93.5%。     

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺（ODA）接枝的氧化石墨烯（GO）,得到了十八胺功能化石墨烯（ODA-G）,将ODAG与聚苯胺（PANI）通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料（ODA-G/PANI）. 采用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、拉曼（Raman）光谱及透射电镜（TEM）,对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试. 结果显示,少量ODA-G的引入为PANI 的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI 的赝电容. 在电流密度1.0 A·g^-1下,2%（w）ODA-G/PANI 的比电容达到787 F·g^-1,而相应的PANI 仅有426 F·g^-1. 此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.     

竹叶提取物对铝在HCl溶液中的缓蚀作用

用不同浓度的C₂H₅OH（体积分数：20%-80%）从金竹竹叶中提取制备出竹叶缓蚀剂（简称为PSLE）,用紫外-可见（UV-Vis）光谱和傅里叶变换红外（FTIR）光谱对其进行了表征,并对总黄酮含量进行了测定. 采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）研究PSLE在HCl 介质中对铝的缓蚀作用.采用量子化学密度泛函理论（DFT）研究了两个主要竹叶黄酮成分牡荆苷和异牡荆苷的吸附方式. 结果表明：PSLE对铝具有良好的缓蚀作用,且在铝表面的吸附符合Langmuir 吸附等温式. 缓蚀率随其浓度的增加而增大,但随温度的升高和盐酸浓度的增加而降低. 竹叶总黄酮含量和竹叶缓蚀剂的缓蚀性能有良好的相关性,初步推测竹叶缓蚀剂的有效成分主要为竹叶黄酮类化合物. PSLE为阴极抑制型缓蚀剂;EIS 在高频区呈容抗弧,在低频区呈感抗弧,添加PSLE后,阻抗值显著增大. SEM表明添加PSLE对铝的腐蚀产生了明显的抑制作用.量子化学计算结果表明,牡荆苷和异牡荆苷的吸附中心主要集中在竹叶黄酮骨架（FBS）.     

食品中铝检测方法研究进展

介绍了食品中铝的来源,并综述了近十年中食品中铝测定方法的研究进展,包括电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、石墨炉原子吸收光谱法、电化学分析法以及分光光度法等方法(引用文献75篇)。