石墨烯生产废液中双球状碳酸锰的提取及其电化学储锂性能

根据“双碳”目标和循环经济的要求,废弃物务必应收尽收。鉴于此,以Na2CO_(3)为沉淀剂,通过一步化学沉淀反应从石墨烯生产废液中提取了淡黄色MnCO_(3)粉末,并研究其电化学储锂性能。结果表明,废液中Mn离子的去除率为99.9%,MnCO_(3)粉末的回收率为92.6%。MnCO_(3)粉末由0.5~1.5μm的双球状颗粒组成,属于六方晶系;MnCO_(3)负极在0.5 A/g和1.0 A/g分别循环300圈后,其可逆放电容量分别为570 mAh/g和418 mAh/g。本文的研究结果为回收石墨烯工业废水提供了新思路,有助于降低环境污染排放。

基于过期葡萄糖酸亚铁和废锂箔制备高性能LiFePO_(4)/C正极的研究

近几年,锂离子电池的市场需求剧增,导致原材料价格暴涨。为此,分别将过期葡萄糖酸亚铁和废锂箔与H_(3)PO_(4)反应生成Fe_(3)(PO_(4))2/葡萄糖酸钠磷酸酯和Li_(3)PO_(4)粉末,然后采用磷酸铁工艺制备LiFePO_(4)/C纳米颗粒,并研究其储锂性能。研究结果表明,LiFePO_(4)/C正极在1.0C循环300圈后的可逆容量和容量保持率分别高达129.3mAh/g和97.0%,与商业LiFePO_(4)正极材料性能相当,这可能归功于纳米颗粒及碳层之间的协同效应。该研究降低了LiFePO_(4)的制备成本和环境排放。

直接甲醇燃料电池用磷酸氢锆／Nafion115的研究

采用离子交换-沉淀法制备了磷酸氢锆/Nafion115复合膜。X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)结果表明了无机相磷酸氢锆的存在,且其平均粒径为5nm左右。与Nafion115相比,复合膜的质子传导率降低20%,甲醇渗透系数则降低50%。75℃高浓度甲醇进料时,使用了复合膜的单池放电性能得到明显改善。单池寿命测试结果表明使用了复合膜的电池在0.4V以上可以稳定运行100h。

以过期废药氨茶碱为碳源的氮掺杂碳负极的电化学储锂性能

通过高温热解碳化将过期废药氨茶碱以氮掺杂碳的形式进行回收;利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散光谱仪(EDX)及X射线光电子能谱(XPS)研究了其微观形貌与组成,并进一步利用恒流充/放电、循环伏安法(CV)及交流阻抗法(AC)测试其电化学储锂性能。令人满意的是,伴随着过期药品氨茶碱的碳化,其中的氮元素以原位掺杂的形式保留在碳材料中,所制备的碳电极在25 m A·g-1循环200圈时的可逆比容量仍能达到520. 9m Ah·g-1;尤其是在大电流密度1 A·g-1循环200圈和2 A·g-1循环500圈时的可逆比容量仍分别稳定在203. 5m Ah·g-1与84. 8 m Ah·g-1,表现出了良好的可逆电化学储锂性能。

碱性固体燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展

最近,碱性聚合物电解质膜燃料电池(APEMFC)因具有电极反应动力学快以及不依赖于贵金属铂催化剂等诸多优点而成为一个热门话题.作为其中一个关键部件,碱性聚合物电解质膜直接影响燃料电池的性能和成本.然而,迄今为止,仍然没有令人满意的碱性电解质膜材料.为此,大量研究被开展和报道.本文综述了近三年内文献中关于燃料电池碱性聚合物电解质膜的最新研究进展:包括各种各样的合成策略,构效关系,水管理以及非原位或原位稳定性测试等等.尤其是一些新的金属离子基阴离子交换膜和冠醚基阴离子交换膜首次被提及和评论.此外,还进一步预测了将来的发展趋势.

石墨烯的晶格缺陷

独特而完美的二维晶体结构赋予了石墨烯超高的比表面积、导电导热率和机械强度等诸多优异性能。然而在实际制备过程中,不可避免地会产生空位和含氧基团等晶格缺陷,从而使得这些性能指标大大低于理论值,故具有完美二维晶体结构的高质量石墨烯成了研究者竞相追求的目标。其实,任何事情都具有两面性,这些晶格缺陷同时也具备一些优点,如可以改善石墨烯的离子扩散系数、分离性能及反应活性等。本文客观而全面地综述了当前文献中石墨烯结构中的晶格缺陷对石墨烯性能的影响。

磺化4,4'-联苯二酚的电氧化行为

通过电化学方法考察了磺化4,4'-联苯二酚在不锈钢电极表面的电氧化行为。并采用原位交流阻抗技术监测了电聚合反应前后电极之间的溶液阻抗响应。结果表明,磺化4,4'-联苯二酚在不锈钢电极表面发生的电氧化反应是不可逆的,起始氧化电压和峰值电压分别为0.95和1.2 V。电氧化反应后,由于聚合物膜的形成,电极之间的溶液阻抗增加了0.27Ω.cm2,增幅并不大,应该归功于联苯基团和磺酸基的双重促进效应。

多媒体教学之魅力

多媒体教学作为一种崭新的教学方式为校园带来了一场教学模式的革命,正确理解并充分利用多媒体的优势和魅力势在必行。本文阐述了多媒体教学的魅力,讨论了全面开展多媒体教学的可行性。

新型化学电源—碱性高铁电池初探

本文采用新型电极材料-高铁酸盐作为电池正极活性物质,以Zn,Cd,Fe,Al四种金属为负极,以浓KOH水溶液为电解质装配成实验电池,对其放电行为进行了初步研究,并剖析其中的实验现象。结果表明:难溶高铁酸盐作为潜在的电池正极活性物质,不仅有可行性,而且具备潜在的优势。

再铸全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物/磺化氧化锆复合膜的制备与性能研究

利用溶液再铸法制备了全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion~)/磺化氧化锆(SZ)复合膜,借助X射线衍射、扫描电子显微镜、热失重分析仪等研究了所制备复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,棒状SZ颗粒以平行于膜表面的方向排列,均匀分布在Nafion~膜的骨架中,改善了膜在中温区的热稳定性;将复合膜用于直接甲醇燃料电池(DMFC)的电解质膜时,使用了3%和6%SZ的Nafion~/SZ复合膜的DMFC在45℃和5mol/L甲醇进料时的峰值输出功率密度分别为46.27、59.47mW/cm2,明显高于同样条件下Nafion膜的38.2mW/cm2。

磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性

借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉伸等测试技术研究了磺化聚苯硫醚砜膜的微观结构及耐候稳定性能。结果表明,XRD图谱及FTIR图谱证实了膜的微观结构;根据TG分析计算得到的磺化聚苯硫醚砜膜的磺化度为52%,与给定的磺化度(50%)基本吻合;此外,磺化聚苯硫醚砜膜还表现出了很好的热稳定性及力学稳定性,膜中硫醚键缓慢氧化成砜基可能是热稳定性和力学稳定性得以改善的微观结构原因。

再铸磷酸氢锆/Nafion~复合膜的制备与表征

采用溶液再铸法制备了磷酸氢锆（ZrHP）／Nation复合膜，并借助XRD、SEM、EDX、TGA及单池放电等技术研究了复合膜的微观结构、形貌以及电化学性能。结果表明，粒径约5～10μLm的椭圆形或圆形ZrHP粒子均匀分布在Nation膜中，并改善了中温区膜的热稳定性。用作直接甲醇燃料电池（DMFC）的电解质膜时，90℃时DMFC的峰值功率密度达158mW／cm2，该结果与纯再铸Nafion膜性能相当，明显高于商品Nafion115膜的102mw／cm2。

锂离子电池集流体的研究进展

集流体是锂离子电池的重要组成部件之一,它不仅能承载电极活性物质,而且还可以将电极活性物质产生的电流汇集起来,形成较大的电流输出,提高锂离子电池充/放电效率。本文综述了当前文献中单一或复合集流体材料如铜、铝、镍、不锈钢、碳、覆碳铝箔等在锂离子电池中的最新研究进展。

碱性高铁电池的初步研究

采用测试实验电池性能的方法 ,对几种可能用于碱性高铁电池的金属负极、隔膜、集流体材料进行了初步研究。结果表明 :作为可充电电池Fe MFeO4(M表示金属 ,下同 )和Cd MFeO4体系较Zn MFeO4体系进入实际应用的可能更大。有还原性的隔膜高分子材料及电液中的还原性杂质与高铁酸盐之间的氧化还原反应 ,导致高铁酸盐正极稳定性和放电容量的降低 ,杂质ZnO和Fe(OH) 3 对固体高铁酸盐的分解也有催化作用 ,在所研究的隔膜材料中 ,辐射接枝聚乙烯微孔膜和改性聚丙烯微孔膜的效果较好。以碳纤维编织布作为高铁酸盐正极的集流体较金属集流体有利于高铁酸盐的稳定。实现难溶高铁酸盐的规模化、低成本生产 。

生物介质传质系数Bi-G模型可靠性实验测定

为验证分析Biot数-迟滞因子(Bi-G)关系式估算生物介质热风干燥的对流传质系数与水分扩散系数可靠性,首先采用指数函数对胡萝卜切片干燥实验数据进行拟合,利用Bi-G关系式估算其对流传质系数与水分扩散系数;然后采用该估算值,通过生物介质内部水分扩散遵循Fick第二扩散定律、生物介质-热空气间遵循对流传质的干燥模型,对热风对流干燥胡萝卜切片水分变化进行了数值模拟计算,并对数值模拟计算值与干燥实验数据进行了比较。结果表明:指数函数对干燥实验数据拟合曲线与干燥实验数据吻合不是Bi-G关系式精确估算对流传质系数与水分扩散系数的充分条件,Bi-G关系式不能用来精确估算对流传质系数与水分扩散系数。

对流干燥过程理论分析:水分活度

在收缩和非收缩条件下,对胡萝卜的对流干燥特征进行了理论分析。结果表明,干燥速率是试样几何形状、尺寸以及热空气温度、风速、相对湿度的函数。整个干燥过程应划分为外部干燥条件控制的第一干燥阶段和物料内部水分扩散控制的第二干燥阶段。而基于经典干燥理论的恒速干燥阶段和降速干燥阶段的划分,只是特定形状和材质的物料在一定干燥条件下才出现的干燥现象。物料外层单元水分活度可以作为判别物料干燥过程是处于第一干燥阶段还是第二干燥阶段的判断依据,是表征物料干燥特性的特征参数。

添加剂对锌电极性能的影响(英文)

为了改善镍锌电池的性能,同时研究电极中添加剂对锌电极性能的影响,选用正交设计对影响锌电极的4个因素(乙炔黑、Bi2O3、PbO、包覆La(OH)3的Ca[Zn(OH)3]2·2H2O)选择3个水平进行测试。对没有任何添加剂的氧化锌在20%KOH电解液中进行充放电循环实验,研究添加剂的作用。为了更好地解释锌电极放电容量衰减的原因,对正交实验的最差样品和最优样品放电产物所含的Zn和Ca的比例进行分析。通过表征,得出了在该实验条件下的电极添加剂的最优配比方案为:在5g样品中,乙炔黑0.02g,Bi2O3 0.5g,PbO 0.3 g,包覆La(OH)3的Ca[Zn(OH)3]2·2H2O)0.2g。

珊瑚状分级多孔硅的制备及其在锂离子电池负极中的应用

实现规模化生产是高容量硅负极走向商业化面临的最大挑战。报道了1种简单、成本低、产率高的硅材料制备方法,即对溶胶-凝胶反应形成的SiO2-F127(PEO_(106)PPO_(70)PEO_(106),1种三嵌段共聚物)干凝胶进行空气热解和镁热还原处理。而后,利用偶氮化反应在合成的硅材料表面包覆一碳层。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、氮气吸脱附实验和热重方法对所制备的硅-碳复合物的形貌和组分进行了分析。结果表明,该复合物中硅含量为76.3%(质量分数),呈珊瑚状形貌,具有微孔-介孔-大孔多级孔道结构和高的比表面积123m^2/g。电化学性能测试结果显示所制备的Si-C复合负极比容量高达2 785mAh/g。

含氟电解液使用次数(n≤15)对TiO_2纳米管阵列形貌及锂电性能的影响

为了降低含氟电解液对环境的不良影响和有用资源的浪费,本文以不同使用次数(n≤15)的含氟溶液作为电解液,采用阳极氧化法制备了一系列TiO_2纳米管阵列(TiO_2NT)。然后借助SEM、恒流充/放电、循环稳定性及循环伏安(CV)技术研究了含氟电解液的使用次数(n≤15)对所制备纳米管阵列电极的形貌及脱/嵌锂离子性能的影响。结果表明:含氟电解液的使用次数(n≤15)对TiO_2NT形貌的负面影响不明显;作为锂离子电池负极活性材料时,电化学脱/嵌锂性能也没有出现大幅降低。

磷铁钠矿型NaFePO_4/C正极的制备及储钠性能

通过溶胶凝胶法制备了磷铁钠矿型NaFePO_4/C钠离子电池正极材料,然后利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线能量色散光谱(EDX)研究了磷铁钠矿型NaFePO_4/C正极材料的微观结构及形貌;并进一步利用恒流充/放电及循环伏安(CV)技术测试了其电化学性能。结果表明:所制备的磷铁钠矿型NaFePO_4/C正极在0.1 C时的首次放电比容量约为26.9 m Ah/g,经过50次循环后,电极的容量保持率为98.6%,而且在1.0 C时的可逆放电比容量仍为15.5 m Ah/g,表现了满意的充/放电循环稳定性和倍率性能,在对电池容量要求不高的应用场合中优势更加明显。