双层包覆对铝粉耐腐蚀性能的影响

为了提高铝粉的耐腐蚀性能,在铝粉表面进行了无机-有机、有机-无机双层包覆,研究了反应温度、反应时间、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)用量、分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)用量、n(SiO2)/n(Al)、n(H2O)/n(SiO2)对包覆效果的影响。结果表明,无机-有机包覆的最优条件是:反应温度65℃;反应时间1h;引发剂用量0.030g,分散剂用量为0.500g。而有机-无机双层包覆的最优条件是:n(SiO2)/n(Al)=20%,反应温度为30℃,n(H2O)/n(SiO2)=10。与原料铝粉相比,无机、有机单层包覆的缓蚀效率分别为66.1%、80.0%,而无机-有机双层包覆与有机-无机双层包覆铝粉的缓蚀效率分别可达96.4%、97.9%,即通过在铝粉表面进行双层包覆可有效地提高其耐腐蚀性能。

石墨烯-二硫化钼复合负极材料的制备及性能研究

借助机械球磨法,成功地利用层状硫化物Mo S2对膨胀石墨实现了有效剥离,得到石墨烯与Mo S_2的复合材料。球磨处理后,元素C均匀地分散在复合材料中。Mo S_2与膨胀石墨的质量比越高,得到的复合材料中具有石墨烯特征的石墨就越多,但相应的石墨烯的缺陷也越多。优化后的复合材料用作锂离子电池负极材料时显示出良好的电池性能,在小倍率0.1 Ah/g电流密度下充放电循环70次后,电池容量仍保持在～570 m Ah/g;在大倍率1 A/g电流密度下充放电循环55次后,电池容量仍能保持在～450 m Ah/g。

基于三维石墨烯衬底的纳米片状水合氧化钌:电化学沉积制备以及柔性超级电容器储能应用（英文）

可穿戴设备的快速发展刺激了对柔性高面容量储能设备的迫切需求。本工作采用一种简单的无粘结剂阴极电沉积方法将纳米片状RuO_x·nH_2O沉积固定在三维石墨烯骨架上,以提高RuO_x·nH_2O的利用效率,实现了更优良的电极导电性,并缩短了质子和电子的扩散传输路径。在2 m V?s-1时,它的面容量高达3.78 F?cm^(-2),主要归因于材料的纳米层状结构有利于电解质进入活性物质RuO_x·nH_2O的内部。另外,以这种电极材料制备得到的全固态柔性超级电容器,在10mA?cm^(-2)的电流密度下,能量密度达到0.1m Wh?cm^(-2),功率密度达到2.4mW?cm^(-2),超过大部分文献报道。

高性能黑色纳米二氧化钛材料研究（英文）

二氧化钛是最重要的光电半导体材料之一,纳米二氧化钛作为最重要的光催化剂所面临的巨大挑战是无法吸收可见光而导致太阳能利用效率低下.拓展二氧化钛的光谱响应范围是提高其太阳能利用效率的关键.最近发展的可以有效吸收可见光的黑色二氧化钛受到广泛关注,我们针对黑色纳米二氧化钛材料展开了一系列工作,发展出多种黑色二氧化钛材料的制备方法,获得了太阳能高吸收、高效光催化的材料.本文综合了我们的部分研究工作,概述了所制备黑色纳米二氧化钛的物化性质、制备方法及其应用,并提出了该材料的研究方向.

Nitrogen-doped black titania for high performance supercapacitors

For energy storage system,it is still a huge challenge to achieve high energy density and high power density simultaneously.One potential solution is to fabricate electrochemical capacitors(ECs),which store electric energy through surface ion adsorption or redox reactions.Here we report a new electrode material,heavy nitrogen-doped(9.29 at.%)black titania(TiO2-x:N).This unique hybrid material,consisting of conductive amorphous shells supported on nanocrystalline cores,has rapid N-mediated redox reaction(TiO2-xNy+zH++ze■-TiO2-xNyHz),especially in acidic solutions,providing a specific capacitance of 750 Fg-1at 2 m V s-1(707 Fg-1at 1 A g-1),great rate capability(503 F g-1at 20 Ag-1),and maintain stable after initial fading.Being a new developed supercapacitor material,nitrogen-doped black titania may revive the oxide-based supercapacitors.

Design rules of pseudocapacitive electrode materials:ion adsorption,diffusion,and electron transmission over prototype TiO_(2)

The development of a high-performing pseudocapacitor requires a comprehensive understanding of electrode materials from the aspects of electron transfer and electrolyte ion adsorption and diffusion.Herein,these factors are considered over the prototype TiO_(2),and a high pseudocapacitance is achieved via the introduction of various defects,i.e.,oxygen defect(V_(O))and co-doped defect(V_(O)+N_(O)).The study is based on joint explorations of first-principle calculations and the transfer matrix method.Relative to pristine TiO_(2)(300 F g^(-1)),defective TiO_(2) produces pseudocapacitance as high as 1700 F g^(-1).Moreover,defects induce small barriers for electron transmission caused by surface band bending.The climbing image nudged elastic band diffusion of H ions displays a much higher barrier in TiO_(2)-V_(O) than in TiO_(2)-V_(O)+N_(O).Such a result indicates easy H diffusion in the co-doped system.This work provides insights into the adsorption and diffusion of electrolyte ions and the influence of defects on electron transfer.The results are also significant for the design and optimization of electrode materials for the next generation of supercapacitors.

通过引入天然氨基酸基团来设计高容量、长寿命钠离子电池用有机分子电极

有机电极具有结构可设计性强、容量大、可容纳大离子等优点.然而,在钠离子电池中,有机电极材料的容量仍然很低,且其在有机电解质中的高溶解度导致其寿命较短.如何通过化合物设计来提高其性能一直是研究人员关注的问题.本研究通过简单方法将氨基酸接枝到有机化合物上,提高了其容量和循环稳定性.首先,氨基酸之间的氢键使其形成更稳定的层状结构;氨基酸基团在有机电极材料和羧甲基纤维素粘合剂之间形成分子间相互作用,降低界面阻力,显著提高循环稳定性,使得钠离子电池循环次数超过2000次.其次,实验和计算结果表明,氨基酸基团提供了Na^(+)转运途径和额外的可逆存储位点,从而提高了比容量(~300 mA h g^(-1)).本策略可以启发未来钠离子电池的有机分子设计.

基于意象驱动的儿童餐具设计开发

对于3-6周岁的学龄前儿童家长而言,餐具看似普通,实则作用非凡。它是一件认知的玩具,行为训练的工具,更是一座亲子互动交流的桥梁。