TiO_2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC),对其进行形貌及光电性能等表征和测试,分析TNWs的量对电池性能的影响.结果表明,加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的.经优化发现,掺入质量分数为5.0%的TNWs时,电池的性能最好,所组装的柔性DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达2.59%.

TiCl_4处理和添加MgO对染料敏化太阳能电池性能的影响

利用TiCl4溶液对染料敏化太阳能电池(DSSC)阳极膜中导电基体和TiO2膜进行处理并研究了其对DSSC性能的影响.先用0.15mol/L TiCl4溶液处理ITO导电玻璃,涂膜后再用0.05mol/L的TiCl4水溶液处理TiO2膜以及在胶体中加入少量MgO,制备出光电转换效率高达8.47%的高效DSSC,而未经过任何处理的DSSC光电转换效率仅为5.75%,经过处理后的DSSC效率提高了47%.

多孔材料吸附空气中丙酮的研究进展

丙酮气体的无控排放会对生态环境和人体健康造成严重危害。吸附法因具有操作简单、经济环保等优点,是去除丙酮气体的有效方法之一。吸附剂是影响吸附性能的关键,其性能主要取决于其微观结构及表面物化特性。该文综述了现阶段多孔材料用于丙酮吸附研究进展,从吸附剂的种类和吸附机理着手,详细论述了吸附剂的制备及改性对其物化特性的影响,以揭示吸附剂结构及表面化学特性与吸附丙酮性能间的构效关系。结果表明,高浓度(大气体分压)条件下,比表面积和孔体积大小是影响丙酮吸附的主要限制因素;低浓度(小气体分压)条件下,超微孔和表面官能团则对丙酮吸附起主要作用。目前多孔材料在吸附丙酮气体的应用仍面临一定的挑战,提高吸附剂制备效率、开发高性能吸附剂和构建多因素吸附体系是今后研究的重点方向。

盐酸在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

以水热法加入不同浓度的HCl溶液制备二氧化钛胶体。采用刮涂法制备柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)光阳极,对其进行各种性能研究,以此来分析不同制备条件对DSSCs的影响。结果表明,盐酸能够促进TiO_2颗粒的分散,TiO_2颗粒与柔性ITO/PEN导电衬底的连接以及TiO_2薄膜的染料吸附量。经优化,测得含有0.05 M(mol/L)HCl的柔性DSSC的光电转换效率为2.84%。

氮掺杂分级孔炭的特性调控及对超级电容器电化学性能的影响

多孔炭材料的孔结构和表面化学性质是影响双电层电容器电化学性能的关键因素。据此,以天然椴木废渣为炭源,采用水热、炭化以及氢氧化钾活化制备高性能氮掺杂分级孔炭(NPC)材料。通过调节氨水溶液的质量分数有效调控NPC的孔结构和氮原子数分数。当氨水溶液质量分数为15%时,所制备的NPC15比表面积为2370 m^(2)/g,氮原子数分数为3.13%。其电化学性能测试结果表明,当充放电电流密度为0.5 A/g时,NPC15具有较高的比电容(223.5 F/g)和优异的循环稳定性,循环5000次后其比电容保持率高达93%。研究结果表明制得的材料在储能领域具有良好的应用前景。

PANI/MnO_2电极的制备及其在超级电容器中的应用

以盐酸为掺杂剂,苯胺为单体,过硫酸钾为引发剂,用MnO_2作添加剂,以水溶液聚合法制备了导电聚苯胺/MnO_2复合电极材料。将所制备的材料制作成超级电容器用的电极片,通过对电极材料进行CV测试、阻抗测试及超级电容器充放电测试,探讨了MnO_2添加量对聚苯胺/MnO_2复合电极的电化学性能影响。结果表明,当苯胺用量为0.3 mol时,MnO_2添加量为1.5 g时所制备的聚苯胺/MnO_2复合电极材料具有最佳的电化学性能。基于该电极片的超级电容器比电容高达408 F·g^(-1)。

聚丙烯酸钠吸水树脂的合成及性能研究

用NaOH中和后的丙烯酸为单体,以过硫酸钾K_2S_2O_8为引发剂,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成了聚丙烯酸钠吸水树脂,考查了中和度,引发剂用量,交联剂用量对聚丙烯酸钠吸水树脂性能的影响,吸水倍率测试结果表明,当丙烯酸的中和度为80%、K_2S_2O_8用量为占丙烯酸单体质量分数的0.18%、N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为占丙烯酸单体质量分数的0.02%时,聚丙烯酸钠吸水树脂的吸水性能最佳,为165 g/g,该树脂对质量分数为20%的NaCl盐水的吸收倍率为31.6 g/g。

“锂离子电池设计及工艺”集中实践课教学模式探究

集中实践课是新能源材料与器件专业教学中的一个重要环节,对应用型专门人才的培养起着重要作用。作者对厦门工学院新能源材料与器件专业设置的“锂离子电池设计及工艺”集中实践教学的开展模式进行了探究与实践总结。

低温制备高效透明铂对电极及其在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用真空热分解法在柔性ITO/PEN衬底上120℃制备高效透明柔性铂对电极,获得的铂对电极在柔性染料敏化太阳能电池中显示出较好的化学稳定性、良好的透光性及对I3-/I-有较高的催化性能.与染料敏化的TiO2/Ti光阳极组装的柔性染料敏化太阳能电池在100mW cm-2模拟太阳光照下,光电转换效率达到5.14%.相比较于其他制备铂对电极的方法,真空热分解法适用于低温在柔性聚合物衬底上制备铂对电极.

KOH活化鱼鳞基生物炭的制备及其对VOCs的高效吸附去除研究

以废弃生物质罗非鱼鱼鳞为原料,用KOH一步炭化活化法制备了鱼鳞基多孔生物炭,并借助XRD、SEM、FTIR及Boehm等方法对所制备生物炭的孔隙结构、形貌特征及表面化学性质进行表征.结果表明:650℃条件下制备的生物炭(FSBC-1)表面含有最多的含氧基团,其中酚羟基含量为0.3102 mmol·g^(-1),而850℃条件下制备的生物炭(FSBC-3)具备最高的比表面积(3370 m^(2)·g^(-1))和孔容(1.91 cm^(3)·g^(-1)).静态吸附实验表明,所制备生物炭对非极性分子甲苯的吸附过程符合Langmuir模型,而n-layerBET模型能更好地描述材料对极性分子丙酮的吸附.298 K条件下,FSBC-3对3 kPa甲苯的吸附量高达12.75 mmol·g^(-1),对20 kPa丙酮的吸附量达16.74 mmol·g^(-1).动态吸附实验和机理分析表明,对于低浓度VOCs,所制备生物炭对非极性分子甲苯的穿透吸附量可能主要受到材料比表面积及微孔孔容的影响,而对极性分子丙酮的穿透吸附量则可能主要受材料表面酚羟基数量影响.本研究系统地研究了鱼鳞基生物炭的制备及其对两种典型VOC(甲苯和丙酮)的吸附去除性能及机理,可为高效VOCs吸附剂的制备提供参考.