聚吡咯纳米棒的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

聚吡咯具有优异的导电性能和电催化性能,在光电器件领域有广阔的应用前景。本文以甲基橙(MO)为模板,通过化学浴沉积法在氟掺杂的氧化锡(FTO)导电玻璃上可控制备聚吡咯(PPy)纳米棒,并将其用于染料敏化太阳能电池的对电极材料(DSSC)。采用扫描电子显微镜(SEM)及多种电化学测试方法对不同MO用量下制备的聚吡咯纳米棒进行了表征和电催化性分析。结果表明,当MO与吡咯单体的物质的量比为1∶10时得到的聚吡咯对电极的电荷转移电阻(R_(ct))最小,为6.37Ω·cm~2。聚吡咯对电极组装的染料敏化太阳能电池在模拟AM1.5太阳光标准(100 W/cm~2)的照射下,光-电转换效率最高可达5.00%。

柠檬酸三丁酯改性WF/PLA复合材料的制备及性能

以聚乳酸为基体材料、木粉为增强材料、柠檬酸三丁酯为增容剂,采用熔融共混挤出工艺制备了木粉/聚乳酸(WF/PLA)复合材料,分析了柠檬酸三丁酯(TBC)的添加量对复合材料力学性能、流动性、热性能、吸水性等性能的影响。结果表明,TBC提高了复合材料的力学性能,当TBC的含量为4%时,复合材料的拉伸强度及断裂伸长率达到最大,其值分别为36.84 MPa、2.7%,与未添加TBC相比,分别提高了44.0%、53.4%。添加4%的TBC后,复合材料的吸水率降低,并且,复合材料达到饱和吸水的时间较长。除此以外,TBC还有效地改善了复合材料的界面相容性及流动性,降低了复合材料的熔融温度Tm。

新型煅烧法制备分级多孔NiO/Ni及其电化学性能研究

采用新型煅烧法制备分级多孔NiO/Ni纳米复合材料,考察不同冷冻条件对该纳米复合材料的结构形貌及电化学性能的影响。当冷冻温度为-20℃时,材料具有微孔-介孔分级多孔结构,比表面积为337.6 m^(2)/g,孔体积为1.37 cm^(3)/g。此外,材料表面均匀负载纳米Ni颗粒,可有效改善NiO的导电性。电化学性能测试结果表明,0.1 C放电比容量为983 m A·h/g,首次库伦效率高达86%。该方法中引入冷冻步骤,大幅降低了固相法制备NiO基纳米复合材料的煅烧温度,是一种环保低能耗制备纳米材料的新方法。

冷冻煅烧法制备NiO/Ni复合材料及电容性能研究

首次采用冷冻煅烧法制备NiO/Ni纳米复合材料,重点考察不同冷冻温度对该复合材料的结构形貌及电容性能的影响。结果表明:随着冷冻温度的降低,结晶过冷度增大,材料的粒径不断减小并且趋于均匀化,比表面积单调增大。当冷冻温度为-20℃时,材料平均粒径为20~50 nm,比表面积达到337.6 m^2/g。同时,纳米Ni单质的引入也增强了材料的导电性能,当电流密度为1 A/g时,其比电容达到820 F/g,所制得NiO/Ni纳米复合材料具有优异的电化学性能。该方法大大降低了材料制备的能耗,为NiO/Ni纳米复合材料的制备方法提供新的思路。

电吸附环丙沙星性能的研究

本文以多孔活性炭作为电极材料,利用电吸附技术去除废水中的环丙沙星,考察不同初始浓度、操作电压对电吸附性能的影响。多孔活性炭比表面积为1568 m^(2)/g,具备微孔和介孔分级结构,适合用于电吸附电极材料。实验结果表明,初始浓度为60 mg/L,电压为1.4 V,环丙沙星的去除率最佳,达到72.92%。初始浓度过低双电层无法完全利用,浓度过高将导致双电层过饱和,电吸附效果不佳。而操作电压太低,双电层作用较弱,电压太高导致副反应发生,环丙沙星去除率下降。本文利用电吸附技术去除环丙沙星废水,也为抗生素废水的治理提供新思路。

3D打印用聚乳酸基木塑复合材料的界面改性

在3D打印材料中,聚乳酸基木塑复合材料具有可完全生物降解、环保、价格低廉等优良特性,受到了国内外研究人员的高度重视。但天然植物纤维具有较强的化学极性,与非极性的聚乳酸(PLA)复合过程中,由于表面能和极性的差异,界面相容性较差,复合材料的力学性能较低,因此,改善聚乳酸与植物纤维的界面相容性是木塑复合材料函待解决的关键问题。文章从改性植物纤维、改性聚乳酸、添加界面反应剂等方面综述了3D打印用聚乳酸基木塑复合材料界面处理方法的研究进展,其中,添加界面反应剂法操作简便,经济实用,已成为聚乳酸基木塑复合材料界面改性最常用的方法。

2,5-吡嗪二甲酸的合成

以2,5-二甲基吡嗪为原料,去离子水为溶剂,高锰酸钾为氧化剂在加热回流的条件下合成了2,5-吡嗪二甲酸。探讨了不同温度,氧化剂高锰酸钾用量,回流时间等因素对2,5-吡嗪二甲酸收率的影响。结果表明,当n(KMnO4)∶n(2,5-二甲基吡嗪)=5∶1,反应温度为80℃,回流时间为5 h时, 2,5-吡嗪二甲酸的收率达13.64%。

“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。

聚乳酸基复合材料的降解性研究

聚乳酸基复合材料具有优异的性能,受到科研工作者的关注。为有效解决聚乳酸基复合材料的废弃物,需研究材料的降解性能。文章综述了在不同降解方式(水解降解、微生物降解、热降解及光降解)下,聚乳酸基复合材料降解行为的研究进展,并对每种降解条件下,影响聚乳酸基复合材料降解速率的因素进行分析。研究表明:影响聚乳酸基复合材料降解性能的因素包括复合材料本身的性质、界面结合状态、降解环境、改性剂等方面。文章研究聚乳酸基复合材料的降解行为,为制备性能优良的降解材料提供参考。