新能源材料中的锂电池电极和隔膜复合材料研究

新能源材料是国家实现能源的可持续发展、打造节能减排型社会、创建绿色无污染环境的重要支撑。锂离子电池是新能源材料中的重要组成部分,为车用动力系统和其他中小型装置提供能量。本文介绍了新能源材料的分类特点,综述能够改变锂离子电池组织结构、提高电池综合性能的电极和隔膜复合材料的制备技术,分析了制备特殊组织结构和优异性能的电极和隔膜材料的条件要求和发展趋势。

相变原理在纳米材料组织结构和制备研究中的应用

相变原理是化学化工、材料学、冶金工程等专业必修的课程内容之一。相变原理知识在材料的合成、材料的深度加工应用、材料的组织结构性能研究等方面基础性的理论指导作用,材料的科学研究和应用要取得成果必然实际地遵循了相变的规律。本文介绍了相变原理知识在纳米材料的制备过程中的应用,阐述了纳米材料的制备所依存的相变基础和遵循的相变规律,探讨了纳米材料的组织结构性能、材料的加工应用与材料本身特定的相结构、相平衡状态的相互关系。

双Z型异质结Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)的光催化研究

采用一锅水热法制备了片层花簇状Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)复合物,并以其为载体,将Ag_(3)PO_(4)通过原位生长的方式沉积在其表面,设计出一种新型的Bi_(2)MoO_(6)/Bi_(2)WO_(6)/Ag_(3)PO_(4)复合双Z-scheme型结构的光催化剂,考察了复合催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)的催化活性。研究表明,当Ag_(3)PO_(4)在复合物中的质量分数为5%时,复合催化剂在可见光下具有最佳的光催化活性,在120 min内对RhB的降解率高达99.15%。Bi_(2)MoO_(6)、Bi_(2)WO_(6)和Ag_(3)PO_(4)三者的协同作用有效提高了对可见光的吸收能力,所构建的双Z型异质结可改变光生电子的传输路径,进而促使光生电子空穴的分离,从而获得显著的光催化活性。根据捕获实验和能带理论分析,提出了一种双Z-scheme型光催化剂的作用机理。

Bi_(2)S_(3)/BaTiO_(3)复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

由于BaTiO_(3)(BTO)面临着太阳能利用率低、光生载流子快速重组和稳定性差的问题,严重限制其在可见光下降解有机污染物。以BaTiO_(3)为基体采用简单的水热法在其周围制备了不同物质的量比的Bi_(2)S_(3)/BTO p-n异质结,以改善BaTiO_(3)的光催化性能。分别采用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS、PL、UV-Vis DR、EIS、瞬态光电流响应等表征手段对样品的结构、形貌、表面价态以及光电性能进行分析。以RhB为模拟污染物,测试了复合材料的光催化活性和稳定性。结果表明,与单组分催化剂相比,Bi_(2)S_(3)/BTO复合材料的催化性能得到了显著提升。在可见光下照射150 min后,对RhB的降解率高达98.7%;经5个循环,降解率仍为86%。通过对光催化剂的机理研究表明羟基自由基、超氧自由基、光生空穴均在光催化反应中起作用,并提出了一种可能的p-n异质结光催化机理。

双Z型Ag/AgCl/Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)MoO_(6)复合光催化剂的制备及其性能研究

采用一步水热法和原位共沉淀法制备了一种具备可见光响应的双Z型复合光催化剂Ag/AgCl/Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)MoO_(6),通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪表征了复合光催化剂的形貌、结构、组成和吸光性能。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物在可见光照射下进行降解以此评价复合光催化剂的性能。结果表明,AgCl、Bi_(2)WO_(6)和Bi_(2)MoO_(6)构建的双Z型异质结具有较高的催化活性,120min内对RhB的降解率高达97.8%。通过在催化剂表面进行光照还原出单质Ag而产生的局部等离子共振效应,增强了复合催化剂对可见光的吸收强度。此外,提出了双Z型Ag/AgCl/Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)MoO_(6)复合光催化剂降解RhB的作用机理。

Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合半导体的制备及性能研究

采用水热法、原位沉淀法合成了不同Br-和Cl-质量比的Ag_(3)PO_(4)/BiOBr/BiOCl复合光催化材料,并通过X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计分别测试了复合材料的物相组成和光催化活性。结果表明,BiOCl会抑制BiOBr晶粒的长大,随着BiOCl复合量增加,当Br-和Cl-质量比达到1∶4时,BiOCl结晶明显完整。适量复合BiOCl能够提高Ag_(3)PO_(4)/BiOBr的光催化性能,以Br-和Cl-质量比为1∶1.5的样品最佳,可见光下催化180 min对盐酸左氧氟沙星的降解率高达88%。

锌锰共掺杂二氧化钛的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为钛源,硫酸锌为锌源,硫酸锰为锰源,通过溶胶-凝胶法制备了纯TiO_(2)、锰单掺杂TiO_(2)和锌锰共掺杂TiO_(2)催化剂.采用XRD、SEM和UV-Vis分别表征了催化剂的物相结构、微观形貌及光吸收特性,并以亚甲基蓝溶液为目标污染物,研究了催化剂的光催化降解活性.结果表明:Zn、Mn共掺杂通过协同作用有效提高了TiO_(2)在可见光区的光催化效率.当摩尔比Zn/Ti=4.5%、Mn/Ti=14%时制备的Zn和Mn共掺杂TiO_(2)催化剂,可见光照180 min后对亚甲基蓝溶液的降解率达到75.42%,相较于纯TiO提高了20%.