V_(2)AlC粉体的形貌调控及其吸波性能研究

V_(2)AlC粉体的形貌对其微波吸收性能有显著影响.然而,制备合成具有特殊形貌的高纯MAX相粉体仍然面临许多挑战.基于此,本文选取碳微球、碳纤维和玉米淀粉作为碳源材料,在高温混合熔盐中制得了具有微米球状、微米棒状和枝杈状的三种高纯V_(2)AlC.测试结果表明枝杈状V_(2)AlC有利于导电网络的形成,结合晶界诱发界面极化和各项异性导电性引起的偶极极化,使该类MAX相具有优异的微波吸收性能.当其厚度为2.42 mm时,最低反射损耗值为-42.91 dB,调整厚度至1.44 mm时,有效吸收宽度可达4.12 GHz.

N-掺杂碳纤维复合Sb_(2)S_(3)柔性电极材料的制备及其性能研究

通过探索一系列静电纺丝-硫化-煅烧等工艺参数,制备了N-掺杂碳纤维复合Sb_(2)S_(3)柔性电极材料(Sb_(2)S_(3)/NC),并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等对样品的晶体结构、微观形貌及化学组成等进行了表征.制备的Sb_(2)S_(3)/NC纳米纤维具有优异的机械柔性和独特的复合结构.30 nm大小的Sb_(2)S_(3)纳米粒子相互连接成串珠状形貌,均匀地分散在N-掺杂碳纳米纤维中,有利于提高电子/离子的传输速率和电极材料的循环稳定性.Sb_(2)S_(3)/NC作为负极材料直接组装成的钠离子电池显示出优异的电化学性能,电流密度0.1和2.0 A g^(-1)下,比容量分别达到476.5和266.2 mAh g^(-1),0.1 A g^(-1)下循环280次后比容量保持为466.3 mAh g^(-1).

二氧化锰改性膨胀石墨及其吸波性能研究

膨胀石墨具有优异的各向异性导电性和疏松多孔的蠕虫状结构特征,是极具潜力的新型吸波剂材料。基于此,选取膨胀石墨为基体材料,采用水热法制备了一系列MnO_(2)改性膨胀石墨吸波剂,并对其微观结构和吸波性能进行研究。结果表明,MnO_(2)层改善了膨胀石墨的阻抗匹配,有助于介电损耗和磁损耗能力的提升。其中,150℃水热温度下制备的改性膨胀石墨具有最佳的吸波性能,其在厚度为1.14 mm时,最低反射损耗值为-50.01 dB;调整其厚度至1.86 mm时,最大有效吸收带宽可达5.12 GHz。

水热法制备锰酸锂纳米粉体及其电化学性质研究

为了提高锰酸锂作为正极材料的倍率性能,本研究以抗坏血酸为有机还原剂,高锰酸钾为锰源,氢氧化锂为锂源,采用水热法在180℃下保温4小时成功制备了锰酸锂粉体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其物相及微观结构进行了表征,并利用电化学工作站测试了其电化学性质.结果表明:所制备的锰酸锂粉体具有单晶结构,其平均粒径为50纳米.在0.1C倍率的充放电条件下,该锰酸锂的首次充电比容量和放电比容量分别为145mA h g-1和128mA h g-1,在5C倍率的充放电条件下,其可逆比容量为95mA h g-1,100次循环之后,可逆比容量仍保持在82mA h g-1.本研究采用的水热法温度低,时间短,所得产物不需要焙烧处理,为低成本制备高倍率锰酸锂粉体提供了新的途径.

不同掺杂酸对纤维聚苯胺电化学性能的影响

采用界面聚合法通过不同质子酸掺杂分别制备了平均直径约为50,62,95nm的纤维聚苯胺。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)对其化学组成和微观形貌进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究了不同质子酸掺杂纤维聚苯胺的超级电容器电容行为,并利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附及X射线光电子能谱(XPS)等方法对纤维聚苯胺的微观结构进行了深入研究。结果表明:高氯酸(HClO4)掺杂制备的聚苯胺在0.5A/g电流密度下的比容量可以达到397F/g,高于盐酸(HCl,334F/g)和樟脑磺酸(HCSA,383F/g)掺杂聚苯胺的测试结果,纤维的电化学性能主要受其规整度、孔隙率及掺杂度的影响。

水热法制备ZnO/石墨烯复合材料及其电化学性能研究

采用水热法制备ZnO/石墨烯复合材料,研究了ZnO、石墨烯不同配比与其电化学性能的关系。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒电流充放电、循环伏安法和交流阻抗等测试方法对复合材料结构、形貌及电化学性能进行表征,并通过电池解扣结合SEM和EDS进一步研究电极充放电前后的形貌及组分变化。结果表明,Zn O与石墨烯质量比为1∶1时电化学性能最好,在50 m A/g电流密度下首次可逆比容量高达680 m Ah/g,且循环100次之后仍保持相对最高。电池解扣分析证明电极材料在充放电过程中表面会产生微裂纹影响其电化学性能。

离子液体[Bmim]BF_4辅助制备超顺磁性Fe_3O_4纳米粒子

以七水硫酸亚铁(Fe SO4·7H2O)与六水三氯化铁(Fe Cl3·6H2O)为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)为添加剂,70℃下反应2 h制备了Fe3O4纳米粒子。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及热重分析(TG)等方法对样品的结构和形貌进行表征,并测试了所合成样品的磁性能。实验结果表明:离子液体辅助制备的Fe3O4纳米粒子形貌较为均一,呈近似球状,平均直径约为14 nm,产品在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为60.66 emu/g。利用密度泛函理论(DFT)计算模拟了Fe3O4分别与离子液体和水相互作用的电子结构,发现离子液体通过阴离子的桥联,更易吸附在Fe3O4晶粒表面。

改进锂离子电池正极材料磷酸锰锂电化学性能的研究进展

磷酸锰锂(LiMnPO4)是一种非常有前途的锂离子电池正极材料,它具有理论容量高、工作电压高、成本低和对环境友好等优点。然而,该材料存在电子电导率低和锂离子扩散慢的问题,导致其电化学活性非常低。尽管可以通过碳包覆、离子掺杂或替换、晶粒纳米化等方法改进LiMnPO4的电化学性能,但是,高倍率性能低等仍然是阻碍该材料实际应用的主要问题,如何提高LiMnPO4的电化学反应动力学性能,特别同时提高其电子电导率和锂离子扩散能力仍是该领域亟待解决的关键问题,本文就国内外近年有关改进锂离子电池正极材料磷酸锰锂电化学性能的研究进展进行一个简短总结。

几种二苯甲酮衍生物的晶体结构及其非线性光学性质的研究

本文合成了5种二取代的二苯甲酮衍生物:4,4′-二氨基二苯甲酮(DABP),4-氨基-4′-氟二苯甲酮(AFBP),4-氨基-4′-氯二苯甲酮(ACBP),4-氨基-4′-溴二苯甲酮(ABBP)和4-氨基-4′-甲基二苯甲酮(AMBP)。测定了它们的单晶结构和非线性光学性质,系统地讨论了该类化合物中对非线性光学效应起主要作用的结构因素。

石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用

随着电子产品的普及,对锂离子电池的可逆容量、倍率充放电能力和循环稳定性提出了更高的要求。石墨烯由于其独特的电子共轭态和单一的原子层结构,具有优越的电子迁移性、大的表面积和良好的热和化学稳定性。因此,众多研究者致力于借助石墨烯的独有特性来改善锂离子电池正极和负极材料的综合电化学性能。本文对石墨烯在锂离子电池正负极材料中的应用情况以及面临的主要问题做了简要综述。

氰酸盐离子液体在石墨烯基超级电容器中的应用

将石墨烯电极与离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷氰酸盐([C3mpyr][OCN])/碳酸丙烯酯(PC)混合电解液组装成超级电容器,采用循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、恒电流充放电(GCD)等方法研究了其在50、60、70℃环境下的电化学性能。结果表明:该体系在较高温度下的电化学性能优异,70℃下其比容量最高可达295 F·g^(-1),能量密度可达118 W·h·kg^(-1),且恒电流充放电循环稳定性较好。

离子液体掺杂石墨烯的制备表征及分散性研究

采用两步法制备三种不同链长的咪唑四氟硼酸类离子液体,并将其掺杂进石墨烯样品中.通过XRD、FT-IR、SEM以及TG等方法对样品进行了表征,并对离子液体掺杂石墨烯在有机溶剂中的分散性进行了比较系统的研究.实验结果表明:离子液体掺杂的石墨烯样品保持了较高的热稳定性,同时显著提高了样品在有机溶剂中的分散性,而且离子液体链长增加有利于样品的均匀分散.

离子液体辅助合成Fe_3O_4纳米粒子及其性能研究

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([Bmim][TFSI])辅助合成了Fe3O4纳米粒子,研究了其磁、电化学方面的性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品进行了表征。实验结果表明:以该离子液体为稳定剂合成的Fe3O4纳米粒子平均直径约为20 nm,且形貌均一,在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为68.13 emu/g。将所得Fe3O4纳米粒子应用于锂离子电池负极材料,在电流密度为0.1 A/g条件下,首次充放电比容量分别高达1025 mAh/g和1428 mAh/g。

橄榄形多孔LiFePO_4正极材料的制备及其电化学性能

以磷酸、七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂为原料,以抗坏血酸为还原剂,采用简便的水热-煅烧法制备了橄榄形多孔LiFePO_4,并采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相和形貌进行了表征.结果表明:磷酸用量的调节对产品的形貌具有显著影响,当磷酸用量为1 026μL时制备的橄榄形LiFePO_4长度约为670nm,最大直径为200nm,其内部分布了一定数量直径约为120nm的孔洞.以制备的样品作为锂离子电池正极材料,恒电流充放电和循环伏安(CV)等电化学测试表明,在1C倍率下,橄榄形多孔LiFePO_4相比其他形貌的样品具有较好的电化学性能,首次可逆比容量为47.7mAh·g-1,循环300次以后其可逆比容量仍为42.4mAh·g-1.

刻蚀剂对V2CTx电化学性能的影响

MXene材料由于其独特的二维结构在储能领域受到了广泛的关注.通过对V 2AlC陶瓷粉体中Al层原子的选择性刻蚀可以制备出V2CTx二维纳米材料,其作为锂离子电池负极材料具有高的理论比容量,然而其刻蚀过程较为困难,且刻蚀产物表面的官能团显著影响其电化学性能.本论文采用HF以及HCl/NaF这两种刻蚀剂制备出了V2CTx二维材料,利用XRD、SEM、EDS和电化学工作站研究了其晶相、形貌结构和电化学性能.结果表明,采用HF做刻蚀剂得到的V2CTx在大电流密度下具有较好的循环性能,在0.1 A g-1的电流密度下循环100次,放电比容量分别为248 mAh g-1;在1A g-1的电流密度下循环1000次,可逆比容量分别为94 mAh g-1.

碳纳米管在离子液体/有机溶剂混合电解液中的电化学性能研究

采用循环伏安法及恒流充放电法研究了碳纳米管在离子液体/有机溶剂混合电解液中的电容性能.电化学测试结果表明,以离子液体/碳酸丙烯酯作为混合电解液,碳纳米管的电容性能最为稳定.此外,混合电解液中离子液体浓度对超级电容器的比容量具有重要影响,当离子液体的浓度为2mol/L时其比容量最大,为30.7F·g-1,且循环1 000次之后比容量仍保持87.9%.

Ti_2AlN陶瓷粉体在酸性溶液中的水热腐蚀行为

基于MAX相陶瓷粉体的选择性腐蚀制备一类具有几个原子厚度的二维纳米材料,在近年来受到了广泛的关注.以MAX相陶瓷中的Ti_2AlN陶瓷粉体为腐蚀对象,研究了其在盐酸、硫酸和硝酸等酸性介质中的水热腐蚀行为.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对腐蚀产物的表面形貌及物相结构进行了分析,提出了腐蚀过程中的反应机制.研究发现:在水热腐蚀过程中,Ti_2AlN陶瓷晶格中的Ti层原子和Al层原子同时与腐蚀介质发生反应,在HCl_2、H_2SO_4和HNO_3溶液中,其腐蚀的最终产物分别为金红石型、锐钛矿型和板钛矿型TiO_2.这一结果表明通过酸性溶液的水热腐蚀不能实现Ti_2AlN陶瓷粉体晶格中Al层原子的选择性腐蚀.

MnMoO4纳米棒制备工艺的探究及其电化学性能

对水热-煅烧法制备MnMoO4纳米棒的工艺参数进行了详细地探索,并采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行了表征.结果表明:原料配比、水热时间和温度对MnMoO4前驱体的形貌及团聚程度具有显著影响,采用优化的制备工艺可以制得由细棒组成的晶须状MnMoO4前驱体,500℃煅烧之后即可制得分散程度较好,且直径约为70±20 nm的MnMoO4纳米棒.此外,制备的样品也表现出较好的电化学储锂活性,首次放电比容量可达1134 mAh·g^-1,对应的库伦效率为74.8%,但是其容量前期衰减比较严重,主要是由于电极材料在嵌/脱锂过程中体积膨胀-收缩导致无法形成稳定的固态电解质界面膜.

溶剂热法制备Mn_2Mo_3O_8负极材料及其电化学性能

以二水钼酸钠和四水乙酸锰为原料,采用简便的溶剂热法结合煅烧处理制备了形貌特殊的Mn_2Mo_3O_8电极材料,并采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行了表征.结果表明:煅烧温度的调节对产品的形貌具有显著影响,当煅烧温度为600℃时制备的Mn_2Mo_3O_8呈现出特殊的网状结构,并在网上结合了少量的颗粒.其中,构成Mn_2Mo_3O_8网的纤维直径约为70～100 nm,网上点缀的颗粒尺寸约为70～130 nm.以制备的样品作为锂离子电池负极材料,恒电流充放电和循环伏安(CV)等电化学测试表明,600℃下制备的Mn_2Mo_3O_8在0.5 A·g^(-1)电流密度下比容量可达726.4 mAh·g^(-1),明显高于500℃和700℃下制备的Mn_2Mo_3O_8.

纯电动非公路宽体矿卡试验应用场景研究

文章针对纯电动非公路宽体矿卡设计过程中的整车动力性、续驶里程及试验数据进行了研究,一方面通过理论计算对整车的基本性能有所了解;另一方面,通过采集的试验数据,验证整车的动力性及续驶里程仿真计算结果的准确性与一致性。同时,对纯电动非公路宽体矿卡未来的发展趋势进行了预测。