锂离子电池拆解回收技术及进展

锂离子电池的广泛使用带来了越来越多的电池废弃物,如何环保、安全、低成本地处理这些废旧锂离子电池成了该领域的热点问题。本文以废旧锂离子电池的危害和资源利用价值为背景,重点介绍了废旧锂离子电池拆解回收的工艺流程,其中包括了预处理、主流回收方法、金属分离回收和再生利用等部分,以相关技术原理为基础,重点归纳了近几年湿法回收为主的废旧锂离子电池回收利用各环节工艺流程的学术成果,并对工艺过程中各个方法进行了优势与不足的分析,其次对于物理回收和火法回收等方面作了简要介绍。最后,在现有的回收现状上,对锂离子电池未来进行展望,提出建立大型预处理生产线、在相邻领域再利用回收材料、重复使用化学试剂等合理的发展方向。

基于“QQ群+雨课堂+云课堂”的“一群两堂”《分析化学》课程在线教学实践

文章阐述了基于我校云课堂平台,借助雨课堂和QQ群,构建《分析化学》课程“课前导学+课中讲学+课后助学”的“一群两堂”一体化线上教学新模式。通过教学实践过程发现,该教学模式的应用使学生的学习兴趣得到了极大的提高,学习效率和质量得到了提高,取得了相对满意的教学效果,可以为在线教学建设其他化学专业课程提供一定的借鉴。

石墨烯负载铂基催化剂的制备及其对甲醇的电催化性能

采用Hummers液相氧化法合成氧化石墨(GO),采用浸渍还原法一步还原氧化石墨和贵金属盐,制备了石墨烯负载铂(Pt/Gr)及不同配比的石墨烯载PtCe合金(PtCe/Gr)催化剂,对催化剂进行物理表征,用电化学方法研究了催化剂对甲醇的电催化氧化性能。TEM结果表明以石墨烯为载体制备的Pt/Gr和PtCe/Gr催化剂分散良好,催化剂粒径分别为2.2 nm和2.5 nm。与XC-72为载体制备的催化剂相比,在对甲醇电氧化的性能上Pt/Gr比Pt/XC-72的催化活性和稳定性更高。与单一金属的Pt/Gr相比,PtCe/Gr对甲醇具有更高的活性和稳定性。不同配比PtCe/Gr合金催化剂对甲醇电氧化催化活性顺序为Pt3Ce7/Gr>Pt7Ce3/Gr>Pt8Ce2/Gr>Pt/Gr。由各个催化剂在甲醇溶液中的i—t曲线可知,Pt3Ce7/Gr也是抗毒化能力最强的合金催化剂。

铂纳米晶的合成及其甲醇电催化性能

以草酰胺作为保护剂，采用胶体法合成铂纳米晶，考察了不同溶液pH值、前驱体与保护剂反应物配比对铂纳米晶形貌及其甲醇电催化氧化活性的影响．测试表明，pH=5、反应物配比1：20合成的铂纳米晶的甲醇电催化氧化活性最佳，其峰电流密度达到1709v-A·cm-2．空气中搁置3个月后，其表面形貌变化不大，但甲醇的电催化活性显著降低．0．05～1．2V电位范围循环扫描100周期，其循环伏安曲线明显变化，晶体表面原子排列方式也发生变化，由易毒化（100）面逐渐转化为（110）面，其甲醇电催化活性增加．

锌卟啉敏化TiO_2光催化剂的原位法制备及其光催化性能研究

以锌卟啉为敏化剂,采用溶剂热法原位合成了锌卟啉敏化TiO2复合光催化剂。利用XRD、SEM、UV-Vis DRS和TG-DTA对所得锌卟啉-TiO2复合光催化剂进行了表征和分析。分析结果表明,采用原位合成法能使锌卟啉原位负载于TiO2表面,且未改变TiO2的晶型和形貌;锌卟啉的存在使TiO2在可见光区域出现吸收峰,采用原位合成法制备的金属卟啉敏化TiO2光催化剂相对于溶剂回流法制备金属卟啉敏化TiO2光催化剂有更好的热稳定性和更好的催化降解亚甲基蓝性能。

微波法制备还原氧化石墨烯及其在锂硫电池中的应用

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨(GO),对GO进行碳酸浸渍后,通过微波固相法剥离其为少层的还原氧化石墨烯(MRGO)。并采用低温原位化学沉积法制备微波还原氧化石墨烯/纳米硫(MRGO/NS)锂硫电池正极复合材料。通过FT-IR、XRD、SEM、TEM、BET对所制备的MRGO和MRGO/NS的微观结构、形貌等进行表征,采用恒流充放电测试和交流阻抗测试对复合材料的电化学性能进行研究。结果表明,通过微波固相法剥离碳酸浸渍后的GO所制备的MRGO为少层的折扇状还原氧化石墨烯,可为锂硫电池的硫和多硫化物提供足够的容纳空间,从而缓解穿梭效应,提高了电极材料的循环性能和倍率性能。

蜂窝状三维碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究

采用高温热解将Hummers法制备的氧化石墨(GO)还原并与多孔碳(DK)复合制得石墨烯-多孔碳(RE-RGO-DK),再利用化学法制得石墨烯-多孔碳/硫(RE-RGO-DK/S)正极复合材料。结果表明,该复合材料为蜂窝状形貌和笼状结构的无定形碳,表面被石墨烯覆盖。电化学性能测试结果显示,RE-RGO-DK/S首次放电比容量为1132mAh/g,50次充放电循环后比容量仍能保持640mAh/g,表现出良好的循环性能。

安培法直接测定水体中COD的方法研究

以Ti/PbO2-Pt-Hg/Hg2Cl2为电极组成三电极体系,采用安培法直接测定水体中葡萄糖COD值。优化测试条件为:工作电极电位1.4 V,电解液浓度0.02 mol/L,电解时间1.5 min。工作电极的电流响应值与COD值在标准溶液20～200 mg/L范围内呈线性关系,检出限为10 mg/L。通过增大电位气泡更新法来再生工作电极具有简便、快速,重现性好的优点,当其与标准法对照用于实际水样COD的测定时相对误差<3%。

串珠状InNbO_4光催化剂可见光下降解盐酸达克罗宁

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了串珠状InNbO4光催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和比表面积测定仪(BET)等手段对样品进行了表征.以盐酸达克罗宁为模型污染物考察了样品的可见光催化活性.结果表明,合成的串珠状InNbO4为单斜相结构,禁带宽度约为2.91 eV,比表面积为74.1 m2·g-1.串珠状InNbO4具有较高的光催化活性,在可见光下,pH值为7.35,催化剂用量为0.5 g·L-1时,能够有效地降解起始浓度为25 mg·L-1的盐酸达克罗宁溶液,并且降解速率可用一级动力学方程来描述.

基于ZnO模板原位合成Cu/Zn/Al-LDHs/ZnO薄膜的工艺及性能研究

采用多金属片于Na2CO3溶液中在ZnO模板表面原位合成了Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO薄膜前体和La-Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO复合薄膜,优化了工艺条件。借助XRD、FT-IR、UV、TG/DTA及电化学测试等手段对LDHs薄膜结构及其性能进行了表征与分析。结果表明,该薄膜中水滑石晶体的ab面平行于基体,薄膜在ZnO模板表面形成多层叠加结构;月桂酸根修饰LDHs薄膜能增强其疏水性能,薄膜与基体结合牢固,对金属锌表现出优异的耐蚀性。

有机金属骨架材料在电化学储能领域中的研究进展

金属有机骨架材料(MOFs)由于其高比表面积、可调孔结构以及多样的组成等引起了学者们的极大关注,尤其在电化学储能领域取得了较大的研究进展。本文综述了近几年MOFs基材料在锂硫电池、锂离子电池和超级电容器等电化学储能领域中的应用。详细介绍了MOFs及其复合材料作为锂硫电池正极载体时与活性物质的作用机理,探讨了MOFs对活性物质硫的物理封装和化学配位作用。此外,阐述了MOFs衍生碳材料因独特孔结构、较强导电性和丰富活性位点等作为电极材料时对电池性能的提升。最后对MOFs基材料在电化学储能中的研究前景作出了展望,指出MOFs基材料中杂原子比例的控制和孔道设计是未来研究的重点。

二甲醚在Pt(100)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法结合周期性平板模型,研究了二甲醚(DME)分子在Pt(100)表面上的吸附.通过对不同吸附位(顶位、空位和桥位)下的几何结构、吸附能和mulliken电荷布局计算发现,吸附后C-O键和C-H键都有不同程度的伸长,top位的吸附能最大,hcp位最小;top位吸附有利于C-O键的断裂,bri位吸附则更利于C-H键的断裂。

铂纳米晶的形状控制合成及应用

形状控制的铂纳米晶由于具有高选择性和催化活性,近年来受到越来越多的关注。各种低指数晶面所围成的铂纳米晶,包括立方体、四面体、八面体、枝状晶体等可以通过胶体法或热解法来制备。表面具有高指数晶面结构的二十四面体等多面体也已经由电化学方法得到。本文评述了形状控制的铂纳米晶的合成方法、表征和应用等方面的进展,分析了铂纳米晶稳定性的影响因素,并对目前铂纳米晶合成及应用研究中存在的主要问题和发展前景进行了探讨和展望。

稀土镧对Ni-P-PTFE复合镀层结构和性能的影响

采用电沉积方法在铜基体上制备Ni-P-PTFE复合镀层。研究添加稀土镀液的极化性能、镀层的结构、表面形貌,以及耐蚀性和耐磨性。结果表明,稀土添加量为1.2g/L时,得到的复合镀层晶粒细小、表面平整、结构致密。PTFE复合量为9.97%,镍和磷的质量分数分别为83.24%和6.79%。复合镀层为不含镧的低磷非晶态结构。Tafel极化曲线和电化学阻抗谱表明,与Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层相比,稀土的加入使Ni-P-PTFE复合镀层腐蚀电位正移约300mV,腐蚀电流降低了1个数量级,阻抗值提高将近3倍。复合镀层的摩擦系数为0.063,耐蚀性和耐磨性明显增强。

溶胶-凝胶膜修饰碳酸根离子选择电极的研究

利用溶胶-凝胶技术包埋电活性物质,制备溶胶-凝胶膜修饰的碳酸根离子选择电极。探索了Sol-Gel膜修饰CO32-选择电极的制备方法、测试条件及共存物的影响。电极的线性范围1.0×10-1~1.0×10-5mol/L,相关系数R2=0.993,检测限8.9×10-6mol/L,响应斜率22.1 mV/pCO3。电极稳定性和重现性良好,用于实际样品测定,回收率95.9%~99.0%。

微乳液合成法制备锂离子电池正极材料Li_2FeSiO_4/C

利用微乳液法在温和条件下合成Li_2FeSiO_4/C的前驱体,煅烧后得到蠕虫形纳米Li_2FeSiO_4/C正极材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对材料的结构和形貌进行表征。通过恒流充放电对材料的电化学性能进行测试。结果表明,采用此法合成的前驱体在700℃煅烧9 h得到的蠕虫形Li_2FeSiO_4/C在室温、1.5~4.8 V的电压范围内,于C/16、C/8和1C倍率下的首次放电容量分别为140.1,139和94.0 mAh/g,循环20次后的容量保有率分别为96.4%,81.2%和73.5%。该样品具有良好的循环稳定性与倍率性能。

高容量锂离子电池Li_2MnSiO_4/C正极材料的合成和电化学性能研究（英文）

在三元液相体系中合成了球形Li2MnSiO4/C复合正极材料,XRD、SEM和电化学性能测试对材料进行了表征。XRD测试表明Li2MnSiO4具有正交结构,对应Pmn21空间群。SEM显示所得样品为小于1μm的球形颗粒。将Li2MnSiO4/C组装成扣式电池进行电化学测试的结果表明,在1.54.6 V,该样品的初始充电容量达310 mAh/g,放电容量高至286 mAh/g,为理论比容量的85.9%;循环30次后放电比容量为142 mAh/g。

石墨烯的功能化及其在储能材料领域中的应用

石墨烯是由sp^2杂化的碳原子紧密堆积成的单原子层二维碳材料,由于其优异的物理和化学性质被视为最有前景的新型材料之一。但由于石墨烯片层之间在范德华力的作用下易发生不可逆团聚,丧失其单层二维纳米片的结构特性,以及石墨烯表面呈现惰性状态,致使其与其他介质的相互作用较弱,难以均匀分散在极性或非极性的溶剂中,因而石墨烯的应用受到限制。对石墨烯进行功能化可以调控其分子结构、电子能级和化学性质,不仅可以有效抑制石墨烯的团聚而且能够改善其在溶剂中的分散性和稳定性,从而实现石墨烯基材料的多元化应用。本文综述了近年来共价键和非共价键功能化石墨烯以及其复合材料在储能领域的研究进展,并对功能化石墨烯的发展前景进行了展望。