B掺杂尖晶石型LiMn2O4正极材料的制备及长循环电化学性能

采用固相燃烧法制备了单晶多面体尖晶石型LiMn1.94B0.06O4正极材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及充放电测试等手段,对其晶体结构和电化学性能等进行了表征。结果表明,B掺杂没有改变尖晶石型LiMn2O4的晶体结构,促进了(440)和(400)晶面的优先生长,形成了高暴露的(111)晶面及少部分(110)和(100)晶面的单晶多面体LiMn1.94B0.06O4晶粒,减少了Mn的溶解和提供了更多的锂离子扩散通道,其晶粒尺寸在160~350 nm之间。在10C、25℃的条件下,LiMn1.94B0.06O4电极的首次放电比容量可达到103.0 mAh·g^-1,2000次循环后,表现出较好的容量保持率(57.7%);在15C高倍率下,LiMn1.94B0.06O4仍然保持了67.1 mAh·g^-1的首次放电比容量,1500次循环后,仍能维持46.2%的容量保持率;在1C、55℃的条件下,其初始放电比容量高达125.2 mAh·g^-1,表现出良好的高温性能。B掺杂能够有效提高尖晶石型LiMn2O4的高倍率性能和循环寿命,稳定晶体结构,抑制Jahn‑Teller效应和缓解Mn的溶解。

熔盐燃烧合成LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(x≤0.07)正极材料及电化学性能

采用熔盐燃烧法制备Ni和Cr共掺杂尖晶石LiNi0.01CrxMn1.99-xO4(掺杂Cr的量x≤0.07)正极材料,以改善锂离子电池正极材料的电化学性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对其晶体结构、微观形貌和物相组成进行表征,并利用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对电化学性能进行研究。结果表明,样品均为单相尖晶石LiMn2O4结构,颗粒尺寸在50~100 nm。x=0.05样品具有高的Li^+扩散系数和低的电荷转移电阻,表现出优良的动力学性能和电化学性能。在1 C,x=0.05样品首次放电比容量为114.3 mA×h×g^-1,循环500次后的容量保持率为74.8%,即使在20和30 C的较高倍率,经过1000次长循环后,仍分别保持51.9%和43.1%的容量保持率。适量的Ni-Cr共掺杂提高了LiMn2O4的晶体结构稳定性,改善了电化学性能。

固相燃烧法合成LiNi0.10Znx Mn1.90-xO4（x≤0.15）正极材料及其电化学性能研究

用固相燃烧法合成LiNi0.10Znx Mn1.90-xO4(x≤0.15)正极材料.XRD与SEM表明,所有样品都属于LiMn2O4材料典型的尖晶石结构,无杂相生成,且均为分散性好、结晶性高的类球多面体,颗粒尺寸为100~200 nm.其中,LiNi0.10Zn0.02Mn1.88O4样品的粒径相对较小,为130 nm.电性能结果表明,LiNi0.10Zn0.02Mn1.88O4样品具有优异的循环稳定性和倍率性能,在1 C循环1000次后可维持76.3%的容量保持率,在较高倍率5 C、10 C和20 C,分别释放出98.0,91.7 mA·h·g^-1和88.8 mA·h·g^-1的比容量,表现出最优的电化学性能.

碳包覆改性尖晶石型LiMn2O4正极材料研究进展

尖晶石型LiMn2O4正极材料因其高电压、低成本、高安全性等优点被广泛研究和应用,但其充放电过程中Li^+的嵌/脱会伴随着锰的溶解、电解液的腐蚀和Jahn-Teller效应等问题,使得电化学性能变差.表面包覆和离子掺杂是有效改善LiMn2O4容量衰减和提高其循环稳定性的主要方法.其中,表面包覆材料通常有各类碳材料、氧化物、氟化物、金属单质和磷酸盐等.综述了不同碳源和方法对LiMn2O4进行碳包覆后的性能影响,展望了碳包覆对LiMn 2O 4正极材料未来的研究方向与发展前景.

Ni掺杂层状LiMnO_2的改性研究进展

层状锰酸锂(LiMnO_2)具有比容量高、循环性能稳定等优点,已成为锂离子电池新的发展方向。综述了近年来镍(Ni)及其多元素掺杂LiMnO_2正极材料的研究进展,并对LiMnO_2的合成与制备方法进行了概述,重点概括了单元Ni掺杂及Ni多元复合掺杂等对LiMnO_2电性能的影响。

燃烧温度对尖晶石型LiCr0.05Mn1.95O4正极材料电化学性能的影响

以醋酸锂、醋酸锰和醋酸铬为原料,采用熔盐燃烧法在300℃、400℃、500℃、600℃一次燃烧反应1h和650℃二次焙烧6h制备LiCr0.05Mn1.95O4正极材料。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的物相组成、结晶性和形貌进行表征,并用恒电流充放电测试、循环伏安和电化学交流阻抗进行电化学性能测试表征。结果表明:所有样品均具有LiMn2O4的尖晶石结构,没有任何杂质相,颗粒尺寸分布为110~250nm。燃烧温度为500℃合成的LiCr0.05Mn1.95O4正极材料具有较好的电化学性能,在1C、5C和10C倍率,循环100次后,其容量保持率分别为90.29%、91.58%、90.26%。

Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料研究进展

尖晶石型LiMn_2O_4具有资源广、电压高、成本低、无污染、安全等优点,是具有良好发展前景的锂离子电池正极材料之一。由于在使用过程中Jahn-Teller效应、锰的溶解等引起其结构塌陷,制约了材料的应用,掺杂可以有效稳定LiMn_2O_4材料的结构、抑制容量衰减等,提高循环稳定性能。综述了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料的研究进展,展望了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4材料的发展前景。

浸渍法制备MgO/ZrO_(2)催化氧化NO

采用浸渍法制备MgO/ZrO_(2)催化剂.通过XRD、SEM、N_(2)-吸附/脱附等表征结合催化剂活性测试,研究了催化剂焙烧温度(200~800℃)对催化氧化NO的影响.进一步探究O_(2)含量、催化剂粒径对NO的转化率的影响.结合FTIR表征对最佳实验条件下反应前后的催化剂进行分析.结果表明,不同焙烧温度下的MgO/ZrO_(2)只显示出ZrO_(2)的特征峰,催化剂焙烧温度≤300℃时,MgO/ZrO_(2)催化剂为不定型,随着焙烧温度的升高氧化锆逐渐由无定型向四方相氧化锆转化.催化剂活性测试结果显示:800℃焙烧的催化剂更有利于催化氧化NO.MgO/ZrO_(2)催化氧化NO的效率与比表面积无相关性,而与催化剂堆积形成的狭缝孔有关.当O_(2)体积分数为5%,催化剂粒径为0.894 mm(20目),NO转化率随着反应温度的升高而增大;当反应温度为300℃时NO转化率达到最佳,为96%.

超低温SmMnO_(x)催化剂高效脱硝及抗硫性能研究

采用新型共沉淀耦合溶剂热法制备SmMnO_(x)催化剂,其在75℃超低温、100μL/L SO_(2)环境中的NO_(x)转化率大于94%。探究了75~275℃下不同O_(2)、NO、NH_(3)体积分数及空速对催化活性的影响。结果表明,催化剂在75℃下具有100%NO_(x)转化率。XRD、SEM和TG-DTG表征结果表明,SmMnO_(x)催化剂芦苇花状结构提供了丰富的活性位点和极强的Sm^(2+)和Mn4+电子转移能力,抑制了SO_(2)的吸附氧化,仅有微量硫铵盐沉积在花状尖端,表现出优异的超低温抗硫性能。

普洱茶多酚的提取鉴定及其护手霜制备应用创新综合实验教学

介绍一个大学化学综合创新实验。从普洱茶中提取茶多酚并用于制备护手霜。主要内容包括茶多酚提取、鉴定、抗氧化性评价和护手霜制备。该实验涉及天然产物提取、鉴定、性能评价的操作以及天然产物的应用,满足高校化学类本科生的专业实验教学需求,有利于提高实验操作技能,培养创新能力,激发探索热情。

催化氧化耦合超重力技术脱除NO_x的研究

用Mn Fe Ox气相催化氧化NO,在旋转填充床中以Na OH溶液吸收脱除NO_x。考察模拟烟气中NO的转化率、进口体积分数、吸收液循环使用时间对NO_x脱除率影响,监测了吸收液循环使用时间420 min内的p H值及离子成分。结果表明,NO转化率55. 17%时,NO_x脱除率达93. 42%; NO进口体积分数提升,使NO_x的脱除率先上升后下降;Na OH吸收液循环使用420 min内,NO_x脱除率在90. 8%以上,反应产物为NO-2及少量NO-3,p H值12. 68。

微波强化烧结制备铁钴基金刚石锯片刀头

采用微波烧结技术制备了低钴型Fe-Co基金刚石锯片刀头,利用圆柱谐振腔微扰法电磁特性测试系统评价了配方物料压坯的吸波特性,并结合物料在微波场中的升温特性设计了可行的微波烧结制度。采用SEM、致密度和硬度测试对比研究了微波烧结和常规烧结所得样品的微结构信息和力学性能。结果表明,对于低钴高铁型配方,在850℃下微波烧结获得的样品,其相对致密度和硬度即可分别达到96.63%和99.4HRB,微波烧结在最大升温速率为32.5℃/min时能保证烧结体组织均匀。与常规烧结方法相比,在获得同等级力学性能的前提下,微波强化烧结可将温度降低至900℃以下,显著缩短了烧结总时间,在金属基金刚石工具刀头烧结方面表现出良好的应用前景。

亚微米LiFe_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)正极材料的制备及电化学性能

采用固相燃烧法合成了亚微米单晶多面体LiFe_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)正极材料。借助XRD、FE-SEM、TEM、XPS和恒电流充放电等手段对样品的结构、形貌、物相组成和电化学性能进行测试。结果表明,Fe掺杂未改变尖晶石型LiMn_(2)O_(4)的立方晶系结构,其{400}和{440}衍射峰相对应的晶面出现显著的择优生长,形成了形貌为{111}、{110}和{100}晶面的单晶去顶角八面体晶粒。LiFe_(0.05)Mn_(1.95)O_(4)正极材料表现出比纯LiMn_(2)O_(4)材料更为优异的电化学性能,在1C和5C时有着114.7mA·h/g、104.7mA·h/g首次放电比容量,10C倍率下经1000次循环后,容量保持率为83.9%。循环伏安与阻抗分析得出掺杂后的样品有着较大的锂离子扩散系数与较小的活化能。对5C倍率循环1000次后Fe掺杂样品的极片分析发现,其晶体结构基本无变化,适量的Fe掺杂能够有效抑制尖晶石型LiMn_(2)O_(4)在充放电循环过程中的Jahn-Teller效应以及Mn的溶解,提升材料的结构稳定性与容量保持率。

Mn/ZIF-67复合催化剂低温协同催化还原NO_(x)的研究

考察了溶剂热、浸渍-溶剂热法合成ZIF-67和Mn/ZIF-67催化剂的NH_(3)-SCR脱硝性能,结果发现,Mn和ZIF-67的相互作用不仅拓宽了Mn/ZIF-67催化剂的低温窗口,而且提高了其低温催化活性,该催化剂在100~200℃的脱硝效率大于98%。同时考察了煅烧时间和煅烧温度对Mn/ZIF-67催化剂脱硝活性的影响,得到最佳煅烧时间为3 h、煅烧温度为350℃。XRD、SEM、BET、NO_(x)-TPD、XPS、NH_(3)-TPD等表征结果表明,Mn/ZIF-67催化剂形成的CoMn2O4.5增大了催化剂的比表面积,产生的双金属协同效应增加了表面氧物种和活性酸位点,加速了NH_(3)、NO、NO_(2)反应气体的吸附,进而提高了催化剂的低温脱硝活性。

旋转填充床强化吸收模拟烟气中NO的研究

旋转填充床(RPB)是一种新兴、高效的气液传质设备。以H_2O_2、NaOH及H_2O_2+NaOH复合溶液作为吸收液,采用旋转填充床对含NO模拟烟气的吸收过程进行试验,考察了PRB的转速、气液比对超重力旋转填充床强化传质性能的影响,不同种类的吸收液及浓度、吸收反应时间对脱除低浓度NO效率的影响,以及吸收产物的种类及分布。结果表明,当超重力旋转填充床的转速为900 r/min、气液比为5∶1时,以0.8 mol/L H_2O_2为吸收液的NO脱除率为38%;以0.01 mol/L NaOH为吸收液的NO脱除率为34%;以0.03 mol/L NaOH和0.4 mol/L H_2O_2为复合吸收液时,NO脱除率达95%,NO被吸收后的产物为硝酸根和亚硝酸根离子,成分简单,经简单处理可制成工业原料,直接回收利用。

MnFeO_x的制备及低温催化氧化NO_x的研究

采用有机溶剂法制备MnFeO_x催化剂。考察了是否添加铁离子、PEG含量、焙烧温度对催化剂低温脱硝性能的影响,并采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,Fe的添加能有效提高MnFeO_x的低温脱硝活性,当添加Fe时,催化剂比表面积大,活性组分的分散度高,催化剂低温脱硝性能佳。PEG含量对MnFeO_x催化剂的催化氧化NO_x效率影响小。焙烧温度影响非负载氧化物的价态和晶体的分散度,焙烧温度350℃时,催化剂低温脱硝性能最优且孔隙结构较好,是催化氧化NO_x的良好催化剂。

MnFeO_x催化剂低温催化氧化NO

采用有机溶剂法制备非负载型MnFeOx催化剂,用于低温选择性催化氧化NO。研究了催化剂前驱体、Mn^7+∶Mn^2+摩尔比、制备方法等对低温催化氧化NO的影响。实验结果表明,Mn(CH 3 COO)2作为催化剂前驱体较其它三种物质更有利于提高NO的转化率;Mn^7+∶Mn^2+=2∶1时低温脱硝性能较优;与共沉淀法比较,有机溶剂法制备的MnFeOx催化剂低温催化氧化活性较好,NO的转化率达到83%。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)、H 2程序升温还原(H 2-TPR)表征手段分析,Mn和Fe元素在Mn(CH 3 COO)2作为前驱体的催化剂表面上分散均匀,催化剂脱硝性能提高;随着Mn^7+∶Mn^2+摩尔比增加,催化剂内部发生团聚,比表面积和平均孔径逐渐减小,不利于低温选择性催化氧化反应;同时,NO的催化活性受结晶度的影响,有机溶剂法制备的MnFeOx催化剂结晶度低,具有较多氧空穴,有利于低温脱硝。

民族院校《仪器分析》课程思政的探索与实践

课程思政创新改革是推进高校思想政治工作的重中之重,为充分发挥专业课程的育人功能,需要在教学过程中深挖课程思政元素。从优化教学大纲、改进教学方法、丰富思政教学案例和构建课程思政教学素材库等几个方面对《仪器分析》课程思政开展了研究和实践,有效提升了学生的课程学习体验和学习效果,为仪器分析等相关专业课程的思政教学提供参考。

Ce_(x)Zr_(1-x)O_(y)常温催化氧化去除甲醛的研究

室内甲醛对环境和人体有危害,其去除有重要意义.利用共沉淀法制备了Ce_(x)Zr_(1-x)O_(y)催化剂用于催化氧化去除甲醛,用XRD、SEM、N吸附-脱附、XPS表征催化剂,考察不同铈锆摩尔比的催化剂去除甲醛的活性强弱.结果表明:Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_(y)常温催化氧化1.5 mg/m^(3)甲醛,反应前200 min内保持100%的去除率,连续反应12 h后甲醛去除率降至85%,5次焙烧再生后甲醛降解率为97%.结合物理化学表征分析发现,Ce物种的掺入能改变催化剂的形貌结构,带来更多化学吸附氧,进而提升催化剂的性能.催化剂失活原因是H_(2)O、Ce(CO_(3))_(2)占据活性位点,堵塞孔道及消耗活性组分.

Pr/Zr原子比对Pr_(x)Zr_(1−x)O_(2−δ)催化氧化脱硝活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同Pr/Zr原子比的Pr_(x)Zr_(1−x)O_(2−δ)催化剂用于催化氧化脱硝。结果表明,催化氧化脱硝效率随Pr原子比的增加而先提高后降低;当Pr/Zr原子比为5∶5时,在250°C下,最佳脱硝活性可达94.62%。采用SEM、N_(2)吸附-脱附、XRD、XPS、H_(2)-TPR和FT-IR对催化剂进行了表征。结果表明,活性最好的催化剂(Pr_(0.5)Zr_(0.5)O_(2−δ))具有“层状”形貌,表面孔隙多,比表面积大,孔体积分别为77.74 m^(2)/g和0.66 cm^(3)/g。此外,随着Pr原子的增加,晶相从c-ZrO_(2)转变为Pr_(2)Zr_(2)O_(7)。XPS和H_(2)-TPR结果表明,表面化学吸附氧和表面Pr^(4+)氧化物增加,Pr原子比的上升有利于产生氧空位(Vӧ),有利于提高催化氧化脱硝效率。FT-IR表征结果表明,Pr_(0.5)Zr_(0.5)O_(2−δ)固溶体具有较高的NO选择性,有利于NO的催化氧化。抗SO_(2)和H_(2)O毒性实验表明,5∶5的Pr/Zr原子比的催化剂具有更好的抗毒性。此外,利用IC分析吸收产物,结果表明,吸收液中的主要产物是NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)。