隔膜对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响

隔膜是双电层电容器和混合型电池-超级电容器等电化学储能器件的重要组成元件.本文采用1 mol?L-1四乙基四氟硼酸铵的丙烯碳酸酯电解液制备了基于活性炭的扣式双电层电容器,并采用1 mol?L-1六氟磷酸锂锂离子电解液制备了(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+活性炭)/石墨体系的混合型电池-超级电容器.研究了不同类型隔膜的物理化学性能,以及其对双电层电容器和混合型电池-超级电容器的电化学性能的影响.四种隔膜分别是无纺布聚丙烯毡、多孔聚丙烯薄膜、Al2O3涂层的聚丙烯薄膜和纤维素纸隔膜.进行了表面形貌、差示扫描量热、电解液吸液量和表观接触角测试表征.电化学测试表明,采用纤维素隔膜的双电层电容器具有最高的比电容和更优的倍率性能,电容器的自放电性能差别不大.而对于混合型电池-超级电容器,采用聚丙烯薄膜和无纺布聚丙烯毡隔膜器件的比容量比其它器件约高20%,且采用纤维素隔膜的器件自放电率最高.     

Resistivity and Thermal Expansion (4.2–820 K) of Skutterudites after Severe Plastic Deformation via HPT

Thermoelectric materials with a high figure of merit, ZT, are the essential basis to build thermoelectric generators, which can directly convert heat into electricity. Severe plastic deformation (SPD) via high-pressure torsion (HPT) was successfully applied to enhance ZT of ball-milled and hot-pressed skutterudites as well as to produce bulk nanostructured skutterudites directly from powders. SPD introduces many defects into the sample and in parallel the crystallite size is significantly reduced. During measurement-induced heating these defects anneal partially out, and the grains grow. In this work for the first time systematically the changes of the temperature-dependent electrical resistivity and of thermal expansion were compared. It could be shown that for p- and n-type skutterudites, being hot-pressed and HPT-processed as well as directly HPT-processed from compacted powder, these changes occur more or less simultaneously within the same temperature ranges. This evaluation gives a much deeper insight into the thermoelectric behavior of HPT samples under the influence of changing temperature.     

基于S-型光催化机制CuInS2内嵌中空凹面氮化碳光催化分解H2O制H2（英文）

光催化解离H2O合成H2是绿色可再生的太阳能光子能量转换策略之一.目前,增强光催化材料对太阳能光子的捕获并将之有效利用仍然是一个具有挑战性的课题.光催化解离H2O反应包括三个过程:太阳能光子能量促使光生电子在半导体材料带隙中的跃迁;光生电子定向传输;光生电子与吸附在半导体材料表面的H2O分子发生反应.第一过程需要强的太阳光子捕获能力以产生足够的光生载流子;第二、三过程在动力学上反映了光生载流子在各个竞争过程中能否有效利用的问题,如光生电子迁移与H2O作用的速度很慢(~μs),而电子与空穴的复合速度快(~ps).目前研究者很难协调半导体材料的电学和光学特性以满足光生载流子在热力学和动力学两方面的要求.g-C3N4是由C、N原子通过sp2杂化组成的二维π共轭体系.当g-C3N4结构偏离二维平面时,共轭体系的π电子由凹面迁移到凸面,促使凹、凸面形成表观电势差,有利于电子的定向传输.本文通过卷曲sp2杂化离域均三嗪体系偏离二维平面,得到空心凹面g-C3N4结构,便捷地优化了半导体的电子结构.将CuInS2嵌入生长于空心g-C3N4的凹面,所构成的半导体光催化材料CuInS2@C3N4展现了增强的光捕获能力,以及电子定向传输转移能力.结合XPS、光电流测试、电化学阻抗谱、稳态及瞬态荧光等表征手段揭示空心g-C3N4凹、凸面表观电势差驱动光生电子以S-型光催化作用机制从CuInS2的Cu 2p向g-C3N4的N 1s的路径转移.因而,所构建的CuInS2@C3N4在可见光激发下产氢效率提高到373μmol·h^?1·g^?1,其产氢效率分别是二维平面g-C3N4负载1 wt%Pt和3 wt%Pd效率的1.57倍和1.35倍,表明空心g-C3N4凹、凸面电势差可以显著地促进光生电子分离和利用率,从而提高光催化解离水制氢效率.本文可增强g-C3N4的可持续太阳能转换性能,也适用于其他半导体材料以替代贵金属光催化体系,降低光催化产氢技术成本,促进光催化技术的应用.     

活性炭/有机质复合相变材料的热-电性能

用活性炭(AC)作为支撑材料,石蜡(PW)、十六酸(PA)和硬脂酸(SA)作为相变主材,通过熔融共混法制备AC/PW、AC/PA和AC/SA复合相变材料,并考察了其热-电性能。结果表明,添加活性炭时有机质均不会泄漏;复合材料充-放热过程中温度场分布都比较均匀,热循环会使材料导热性能略有下降;此外,三种复合材料的电阻率均随压力增加而减小。     

二乙基二烯丙基氯化铵均聚及其与丙烯酰胺或丙烯酸共聚动力学研究

采用膨胀计法研究了以过硫酸铵为引发剂,二乙基二烯丙基氯化铵(DEDAAC)在水溶液中的均聚及其与丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)共聚动力学,测定了相应的聚合表观活化能;采用元素分析法测定了DEDAAC分别与AM和AA在低转化率下共聚物的组成,并采用氯离子选择性电极法测定了DEDAAC-AM共聚物中的氯离子含量,按Kelen-Tudos方法求得了相应的竞聚率.结果表明,DEDAAC均聚速率方程为RP=k[M]0.99[I]0.76,表观活化能Ea=77.00kJ/mol,说明链终止为单基终止和双基终止并存,引发过程与单体浓度无关;DEDAAC与AM在摩尔比为4∶1时,共聚动力学方程为RP=[M]2.53[I]0.90,表观活化能Ea=67.06kJ/mol,单体竞聚率为rDE=0.31±0.02、rAM=5.27±0.53;DEDAAC与AA在摩尔比为4∶1时,共聚动力学方程为RP=k[M]2.94[I]0.83,表观活化能Ea=70.07kJ/mol,竞聚率为rDE=0.28±0.03、rAA=5.15±0.28;DEDAAC与AM和AA等共聚为非理想共聚,得到的产物均为无规共聚物.     

Co掺杂对YBa2 Cu3 O7-δ电阻率与塞贝克系数的影响

用固态反应法制备了YBa2Cu3-xCoxO7-δ(x=0.0,0.1,0.2,0.5)样品,研究了Co掺杂对YBa2Cu3O7-δ高温区的电阻率和塞贝克系数的影响。随着Co含量的增加,样品的电阻率和塞贝克系数逐渐增大,从金属性导电转变为p型半导体导电。x=0.2和0.5样品的电导活化能在500K处发生突变,高温区的活化能大于低温区的活化能。通过塞贝克系数与温度的关系,计算出x=0.2和0.5样品的费米能级分别为0.02和0.12 eV。当温度高于650-700K时,氧脱附显著影响样品的电输运性质,导致电阻率和塞贝克系数随温度增加而增大。     

镀银导电纤维的制备和性能

对短切聚酯纤维进行化学镀银,制备了用于导电高分子材料的导电填料,探讨了氨水浓度、装载量及稳定剂对纤维化学镀银的影响。实验表明,φ=0.10的氨水有利于化学镀银;通过调整装载量,可提高纤维的增重量率和硝酸银的利用率;稳定剂的加入可阻止镀液自分解,但对包覆层的均匀性和致密性有影响。电性能测试表明,镀银纤维的体积电阻率可达3.35×1-0 3Ω.cm,以其作为导电橡胶填料,当含量为w=0.40时,其电阻率为1.54×1-0 1Ω.cm。     

液态金属电阻仪数据采集处理系统的开发与应用

液态金属电阻仪数据采集处理系统采用2182纳伏表并配用K型热电偶进行电压测量和温度测量,用PF66M型数字多用表加装电流换向器供给直流恒定电流,并基于VB语言开发了一套测量液态金属电阻率随温度变化的实时数据采集和数据分析处理软件,实现了计算机与测量仪表的通讯和测量数据的自动采集记录。通过对PbSn61.9合金的实测应用分析,该数据采集系统工作可靠,显著提高了液态金属电阻测量的精度和效率。     

Cr掺杂对Nd0.7Sr0.3MnO3电磁性质的影响

我们对多晶样品Nd0.7Sr0.3Mn1-xCrxO3(x≤0.30)进行了X射线衍射谱、电阻温度关系和磁化强度测量.实验发现:随Cr掺杂量的增加,样品的电阻率变大,电阻峰温度和居里温度降低,这是由Cr的介入弱化了双交换作用所致;在x=0.10附近,电阻出现了双峰现象,在其M~T上没有发现与低温峰对应的磁性异常;在锰位磁矩与Cr含量的关系中发现,Cr掺杂对样品的磁性几乎无贡献;通过分析,我们用相分离的图象解释了有关的现象.     

液体电阻率测量装置的设计与制作

针对液体本身物理性质复杂、电阻率难以测量的问题,本文设计了一种新型液体电阻率测量装置.为有效采集被测对象的信息,对容器结构进行了巧妙设计,创新性地实现了石墨电极与容器一体化,提高了测量精度;利用传感技术采集电压、电流信号并将数据传入单片机,经单片机运算后通过液晶屏实时显示电阻率,具有快捷、准确测量的优点,在教学科研方面有一定实用价值.