锂离子电池石墨负极材料改性研究进展

石墨材料具有储量丰富、价格低廉、充放电平台安全平稳等优点,仍将成为锂离子电池负极材料的主流。但随着工业和产业化的升级转型,天然石墨的倍率性能和循环性能等无法满足市场的需求,所以对于天然石墨改性技术的研究和突破,将决定其未来的应用方向和市场格局。综述了石墨负极材料改性技术的最新研究进展,总结了各种改性技术的优缺点,复合改性技术对性能可能会有进一步提升。

微晶石墨提纯工艺研究进展

石墨是高新技术发展和国民经济建设的重要材料,也是一种具有战略性意义的矿产资源,在航空航天、医疗、冶金、机械等行业有着广泛的应用。在锂电池行业,石墨是目前主要的负极材料,并且占据了锂电负极材料市场的绝大部分。然而,天然石墨往往含有各种杂质,必须经过提纯才能达到工业生产的标准,目前国内工业技术水平相较于国外还有一定差距。本文重点介绍了微晶石墨提纯的主要方法,包括浮选法、高温法、碱酸法、氢氟酸法和氯化焙烧法,并比较了各种方法的优缺点,为微晶石墨提纯工艺的发展提供了思路和见解。

生物质纤维改性高分子材料研究进展

生物质纤维具有价格低、易回收等优点,并且具有天然可降解的绿色环保性能,其与高分子复合材料目前已成为国内外的研究热点之一。但由于生物质纤维的独特结构,其与树脂基团相容仍存在很多问题,因此对生物质纤维进行改性,优化其极性、改善与树脂基团界面的相容性及提高复合材料的综合性能显得尤为重要。本文主要综述了近年来生物质纤维的改性方法,以及其与高分子材料进行复合的相关内容。

共混改性聚苯乙烯研究进展

本文重点阐述了PS(聚苯乙烯)的共混改性技术及其回收再利用的研究进展,指出当前PS的主要改性方式仍是共混改性。分析了三元乙丙橡胶、聚丙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、尼龙材料及其他材料对PS改性的影响。

晶化时间对SAPO-34分子筛合成及性能的影响

采用水热法以二乙胺为模板剂合成SAPO-34分子筛,考察了不同晶化时间对SAPO-34晶体结构、形貌的影响,并研究了用SAPO-34分子筛在氮气气氛下碳化的样品制备修饰玻碳电极的催化性能。结果表明,不同晶化时间合成的SAPO-34分子筛晶形差异较大,较佳晶化时间为2.5 h;延长晶化时间,SAPO-34晶体相对结晶度变化不大。晶化时间为2.5 h的SAPO-34样品以弱酸为主,并且经过碳化处理后制备的修饰电极对甲醛具有较好的催化氧化作用。

掺磷马铃薯淀粉热解碳微球的制备及其电化学性能

为了提高硬炭材料在大电流下快速充放电性能,以马铃薯淀粉为原料、磷酸为掺杂剂,在N2气氛下1 000℃热解制得马铃薯淀粉基炭材料。通过热重分析(TG,Thermal Gravimetric Analysis)、扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Mcroscope)、X射线衍射仪(XRD,X-Ray Diffraction)等测试手段对所得样品进行了详细的表征。测试结果表明:在1 000℃下,磷酸的掺杂对马铃薯淀粉热解碳有一定的影响,掺杂质量分数为2%的磷酸炭化得到的样品具有比较好的球形形貌和较大的嵌锂容量。恒流充放电结果显示出样品良好的大电流充放电性能和良好的倍率性能,10C放电时,样品可逆容量达到了0.1C放电(267.78 m A·h/g)时的42.1%,且0.1C放电时首次效率达到了59.61%。

硼酸改性天然石墨负极材料的快充电化学性能

不同温度下将硼酸添入天然石墨负极材料中,硼酸进入石墨层表面形成层间化合物,增大石墨层间距的同时可以保留原有石墨结构,提高锂离子迁移速率,从而改善石墨负极材料的大电流倍率性能差的问题。考察了不同温度对硼酸改性石墨负极材料的形貌、结构与电化学性能的影响。采用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和锂电池测试系统对天然石墨及改性样品进行结构表征和电化学性能测试。结果表明:不同温度下硼酸改性对石墨负极材料的结构和电化学性能有一定的影响。焙烧温度为1100℃时,石墨改性样品在10 C倍率下的容量保持率最高可达92.6%,表现出较好的倍率性能。

有机共溶剂中地沟油制备生物柴油的研究

在共溶剂正己烷和催化剂KOH的作用下,采用地沟油与甲醇发生酯交换反应生成生物柴油,研究了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量、反应时间和共溶剂量等工艺参数对生物柴油产率的影响。实验结果表明,该反应最佳反应条件为:醇油摩尔比为8:1,反应温度为50?C,催化剂用量为1%,反应时间为80 min,正己烷的用量为1%。在最佳条件下,产率可达95%。对制备的生物柴油样品进行红外光谱和主要理化性质检测,所得产品的各项主要性能指标达到国内外的生产标准,可直接投入生产。

废旧汽车刹车片制备锂电池硬炭负极材料

以废旧汽车刹车片为原料,在N2气氛下600～1 000?C热解制得硬炭材料。以酚醛树脂为对比实验,通过热重分析(Thermal gravimetric analysis)、扫描电子显微镜(Scanning electron mcroscope)、X射线衍射仪(X-ray diffraction)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)分析、拉曼光谱(Raman spectroscopy)分析等测试手段对硬炭进行表征,并分别对将2种材料作为锂离子电池负极材料制备的扣式电池进行充放电性能测试。测试结果表明:热解温度对硬炭结构和充放电性能有一定的影响,在600～1 600?C温度范围内,热解碳在1 300?C条件下表现最优充放电性能,可逆容量和库伦效率分别为112.05 m A·h/g和52.31%,倍率和循环容量保持率分别达到87.23%和64.39%;对比酚醛树脂在最佳热解条件1 200?C的充放电数据,即可逆容量和首次库伦效率分别为189.26 m A·h/g和58.45%,倍率和循环的容量保持率分别为51.52%和55.12%。因此,废旧汽车刹车片热解碳在实际应用中具有较好回收价值。

锂离子电池低温电解液研究进展

锂离子电池低温存储技术是智慧城市发展的关键之一。商用电解液在低温下易凝固、阻抗高限制了锂离子电池的进一步应用。因此电解液的优化成为改善锂离子电池低温性能的研究热点之一。本文介绍了低温电解液的研究进展。综述了温度对锂离子电池充放电影响,提出电解液改性是提高锂离子电池低温性能的关键。低温电解液的改性主要包括锂盐、溶剂和添加剂等方面,并对锂离子电池低温性能的下一步研究进行了展望。低温电解液锂盐的研究重点在于发展具有低电荷转移阻抗和宽温范围的新体系锂盐,低温电解液溶剂的研究重点在于发展具有高介电常数的EC溶剂与低熔点的PC溶剂混合体系,低温电解液添加剂的研究重点在于传统添加剂与新型添加剂的联用。

环境工程领域专业硕士研究生生源问题分析与发展举措探讨——基于上海某高校2012—2017年招生数据分析

研究生招生是研究生教育的重要环节,生源问题分析更是对研究生教育发展起着重要作用。作为环境工程领域专业硕士研究生培养试点单位,其生源质量在很大程度上决定着研究生的培养质量。研究分析了该高校近几年的招生就业数据,统计结果显示:该校研究生招生生源专业多样化,招生数量呈上升趋势,但同时也发现了新的问题,包括第一志愿生源数量的不稳定,总体生源质量的不甚理想。面对这种情况,提出了改善的建议和措施,以期能为研究生招生和研究生教育发展提供参考。

纯化纳米二水磷酸铁的制备及其电化学应用

以磷化渣和磷酸为原材料,聚乙二醇作为改性剂,十二烷基硫酸钠作为表面活性剂,采用传统的水热法将材料混合均匀进行高温水热反应,以制得高纯度的纳米二水磷酸铁。同时采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱等仪器对制备的二水磷酸铁进行形貌、尺寸的表征分析。结果表明,所制备的磷酸铁为片状结构,粒径宽度约400 nm,厚度约30 nm。纳米片状二水磷酸铁制备工艺简单,性能优异,作为合成复合电池正极材料磷酸亚铁锂具有良好的电化学性能。

酚醛树脂制备活性炭的工艺

以酚醛树脂为原料、氢氧化钾为活化剂,经过一系列的单因素实验,分别考察了活化温度、碱脂比及活化时间对碘吸附值和活性炭收率的影响。结果表明:当活化温度为800?C、碱脂比为2:1、活化时间为90 min时,制备的活性炭样品的碘吸附值和活性炭收率分别为1 531.72 mg/g和73.90%。采用热重-差热分析仪(TG-DTA)、电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,分别对活性炭样品的炭化活化过程、表面形态、表面官能团、物相结构进行了表征。

马铃薯淀粉还原回收电镀污泥中的金属

以天然马铃薯淀粉为还原剂,一步法还原回收电镀污泥中的金属,并优化确定了处理工艺参数。实验结果表明:在1 500?C的氮气环境下,电镀污泥与马铃薯淀粉的质量比为3:1时是最佳的研究条件;在此条件下所得到金属熔融体比例较高,其质量占还原后总质量的64.24%,能有效地回收有价重金属。

磷酸和有机胺对天然石墨负极材料的改性研究

天然石墨经过浓H_3PO_4插层处理、有机胺热解碳包覆后形成具有"核-壳"结构的碳包覆插层石墨负极材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和恒流充放电仪对改性天然石墨的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了分析和表征。结果表明:改性后的天然石墨晶面间距增大,表面成功地包覆了一层无定型碳;其首次充电比容量为366.42 m A·h/g,在1 C倍率下循环20周后容量保持率为87.13%,而在同样条件下,天然石墨的容量保持率仅为78.13%。该改性方法有效地改善了天然石墨的倍率性能和循环性能。

废弃磷化渣水热反应制备新型催化剂及光催化反应

以废弃的磷化渣和乙醇、乙二醇、氨水、二乙胺、三乙胺、N-N二甲基甲酰胺为原料,利用水热法制备出新型催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外光吸收光谱进行了表征催化剂。研究不同溶剂、光照时间和煅烧氛围对罗丹明B染料的光催化活性的影响,结果表明,乙二醇与磷化渣发生水热反应,在氮气氛围煅烧下获得的新型催化剂粒径分布均匀,光催化效果最好。在光催化性能测试中,光照时间长、催化剂的量为0.4 g/L时对罗丹明B的降解率最高。利用废弃的磷化渣制备出新型催化剂,不仅可以有效地处理染料废水,还为磷化渣的资源化处理提供了新的思路。

影响纳米碳酸钙性能的制备方法研究进展

碳酸钙作为一种工业上来源众多、用途广泛的无机材料,其纳米级的尺寸更扩展了它的应用潜力。综述了不同制备工艺对碳酸钙形貌、尺寸造成的影响,以及晶型控制剂在制备特殊形貌碳酸钙时的作用。单一的添加剂较难得到均匀、特定形貌的产品,探究复合添加剂的使用具有广阔的发展前景。在碳酸钙制备方法的基础上,阐述了表面改性方法和原理,同时对表面改性剂进行了分类,进一步探究纳米级碳酸钙在提高塑料制品的力学、热学性能方面的作用。指出了单一改性剂存在的问题,并对复配改性剂对塑料改性的影响进行了展望。

拟薄水铝石的制备最新进展及其应用

由于具有高比表面积、大孔容等特点,拟薄水铝石可以作为黏结剂、催化剂载体和原料应用于工业中。重点介绍了制备条件对拟薄水铝石性质的影响,并分析了醇铝盐水解机理。评述了拟薄水铝石在催化领域中的应用,并展望了醇铝法制备拟薄水铝石的发展趋势。

动力锂电池精细拆解及粉体利用进展

近年来,随着新能源汽车的大规模发展,动力锂电池被大规模应用,这也意味着会有大规模的锂电池报废。废弃的锂电池处理不当会对环境造成污染,甚至影响人的身体健康,并且锂电池中含有锂、钴、镍等一些不可再生的有价值金属,对它们进行回收处理一方面可以避免对环境造成的破坏,另一方面可以减少资源的浪费,缓解能源的紧张。如何安全有效的对废弃的动力锂电池进行回收利用已经被广泛研究。本文主要综述了近年来国内外对废弃动力锂电池的回收利用技术,包括正极材料的剥离以及破碎后的电池粉体利用技术。

SPU-W分子筛催化异丙醇制备异丙醚参数优化的研究

以SPU-W分子筛为催化剂,研究了异丙醇脱水反应制备异丙醚的工艺条件,考察了硅铝比、反应温度以及分子筛用量对SPU-W分子筛催化异丙醇脱水反应的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征。研究结果表明:硅铝比为25的SPU-W分子筛的催化效果最好,SPU-W分子筛催化异丙醇制备异丙醚的最佳反应温度和最佳用量分别为180℃、0.5 g,在此条件下,异丙醇的转化率为42.72%,异丙醚的选择性为87.08%。