ZIF-8/PEO杂化泡沫对TC和Cu^(2+)吸附研究

以提高金属有机骨架ZIF-8水处理中可回收性为目标,利用聚氧化乙烯PEO作为致孔剂,采用冰模板-冷冻干燥法制备金属有机骨架杂化泡沫ZIF-8/PEO,利用XRD、SEM、TG-DSC和N2吸附-脱附等表征手段,分析ZIF-8/PEO杂化泡沫的理化性能,研究ZIF-8/PEO对四环素TC和铜离子Cu^(2+)吸附性能及吸附机理。试验结果表明:ZIF-8/PEO形成了更加规则的网状结构且具有良好的机械强度和吸附性能。在吸附时间12 h,pH 7,吸附剂投加量40 mg,TC和Cu^(2+)初始浓度均为30 mg/L的最佳条件下,ZIF-8/PEO对TC和Cu^(2+)的吸附容量为107.55 mg/g和107.81 mg/g;等温吸附过程符合Langmuir模型,动力学过程符合拟二级动力学模型,ZIF-8/PEO吸附TC,Cu^(2+)属于自发、放热、趋于有序的过程。在循环吸附7次后,ZIF-8/PEO吸附剂对TC和Cu^(2+)的去除率仍在70%以上。

PEO/LITFSI固态电解质的离子传输与压力构效关系

采用聚氧化乙烯/双三氟甲烷磺酰亚胺锂(PEO/LITFSI)固态电解质为研究对象,首次通过分子动力学方法模拟了压力对固态电解质模型构象和扩散系数的影响,揭示了外界压力与PEO/LITFSI中离子传输的构效关系。PEO聚合物链迴转半径和径向分布函数的模拟结果表明,压力升高将会导致PEO聚合物链呈现折叠现象,并且锂离子与TFSI-之间的相互作用变强,从而阻碍了锂离子在固态电解质中的传输。锂离子总均方位移的模拟结果进一步阐明了外界压力对锂离子扩散系数的影响:随着压力升高,离子扩散系数逐渐降低,离子的传输能力下降,但压力影响幅度小于锂盐浓度的影响。本工作将为固态电解质在高压力环境下的应用提供理论基础和指导。

红外光谱研究PEO基离子液体聚合物电解质

以聚氧化乙烯(PEO)为聚合物基体,双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(L iTFSI)为锂盐,加入不同量的离子液体(BM IMPF6)为增塑剂,制备离子液体聚合物电解质.运用发射FTIR光谱技术实时监测所制备聚合物电解质的结构随温度的变化.结合FTIR透射光谱、SEM和XRD的研究结果分析了离子液体对离子电导率的影响,并初步提出离子导电增强机制.

锂盐对LAGP-PEO复合固体电解质及全固态LFP锂离子电池性能的影响

将Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3(LAGP)与少量PEO(LiX)复合,采用溶液浇注法制备了以LAGP为主相的固体复合电解质,研究了LiClO_4、LiTFSI、LiBOB 3种锂盐对固体复合电解质离子电导率、电化学稳定窗口、与锂负极界面的化学稳定性和电化学稳定性的影响以及锂盐种类对LFP固态电池循环及倍率性能的影响。研究结果表明,采用LiClO_4、LiTFSI、LiBOB_3种锂盐制备的固体复合电解质分解电压均超过5 V,具有较好的电化学稳定性。LAGP-PEO(LiTSFI)固体复合电解质的离子电导率以及室温对锂界面的稳定性相对更高。LAGP-PEO(LiBOB)与锂的界面在60℃时相对更稳定。与之对应,采用LAGP-PEO(LiTSFI)和LAGP-PEO(LiBOB)固体复合电解质的LFP全固态电池,分别在25℃和60℃具有最高的比容量和最好的循环稳定性。

介孔Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3的制备及在聚合物/无机纳米复合固体电解质中的应用

首次采用凝胶冷冻干燥法制备孔径为20 nm左右的钙钛矿型Li0.5La0.5Ti O3(LLTO)介孔固体电解质。通过X射线衍射、扫描电镜、比表面与孔隙分析对其晶体结构和介孔结构进行表征。交流阻抗分析结果显示,相比本体LLTO,介孔LLTO的室温晶粒电导率变化不大,但由于晶界数量的增加导致室温晶界电导率有所下降。将制得的介孔LLTO加入(PEO)8∶Li TFSI聚合物电解质中形成聚合物/介孔无机纳米复合固体电解质,其室温导电率达5.38×10-5S/cm,较纯(PEO)8∶Li TFSI提高了4.2倍。

rGO-S-CPEs复合正极的制备及其全固态锂硫电池的电化学性能

聚合物基复合电解质(CPE)应用于全基固态锂硫电池在保证高能量密度的同时,改善了电解质与电极之间的界面接触,具有更为广阔的应用前景。但硫正极固有的绝缘性会导致较低的电子/离子传输速率,通常选用高导电性的碳材料和高离子电导率的电解质材料来改善复合硫正极的电子/离子传输速率。制备了高离子电导率的聚合物基聚氧化乙烯(PEO)-双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)-锆酸镧锂(LLZO)复合电解质,在20和60℃下离子电导率分别为1.16×10-4和7.26×10^(-4)S/cm,同时将其与硫-还原氧化石墨烯制备rGO-S-CPEs复合硫正极,在改善了正极中离子传输速率的同时,取代了粘结剂的作用。探究了正极材料中不同含量的复合电解质对电池性能的影响。测试结果表明,当硫正极中复合电解质含量为40%(质量分数)时,全固态锂硫电池的电化学性能最佳,在0.2 C、45℃下,首次充放电比容量为923 mAh/g,50次循环后比容量为653 mAh/g。