Sn/C复合材料的制备及其电化学性能

以煤焦油沥青为碳源、三丁基氯化锡(TBTC)为锡源,采用压力下聚合手段原位合成出Sn/C复合材料,并对它的电化学性能进行了研究。通过SEM、XRD、恒电流充放电测试等手段研究了不同Sn含量的Sn/C复合材料的形态、结构及其电化学行为,结果表明TBTC对沥青的热缩聚反应有显著的催化作用,热聚产物中吡啶不溶物(PI)组分的含量由未添加时的35.5%逐渐提高至添加量为25%时的60.3%;进一步热处理后,Sn/C复合材料中的锡由原来的SnS转化为金属锡的形式存在;其首次循环效率随着热处理温度的提高而增加,而首次充放电容量随着TBTC添加量的增加先增加后减少,在10%时达到最大的比容量值,首次充放电容量分别为674mAh/g和465mAh/g,第二次循环后,循环效率达到95%以上,是一种性能较佳的锂离子蓄电池负极材料。

反胶束法制备直接甲醇燃料电池Pt-Sn/C催化剂及其表征

在水/AOT/环己烷反胶束体系中,制备了Pt-Sn/C催化剂,研究了不同ω(反胶束溶液中水与表面活性剂的物质量之比)值对Pt-Sn粒径的影响.并采用TEM,XRD,XPS,循环伏安等技术对其进行表征.TEM结果表明合成的Pt-Sn纳米颗粒为球形,在碳载体表面均匀分布,粒径分布窄,平均粒径为2.7nm.Pt-Sn颗粒尺寸随着ω的增加而增大.XRD结果表明该催化剂中Pt具有面心立方结构且没有与Sn形成合金.XPS结果表明在该催化剂中,Pt主要以零价态存在.在甲醇溶液中的循环伏安扫描结果表明,甲醇氧化峰电位和峰电流随着ω的增加而减小,说明反胶束方法可以通过控制颗粒尺寸,从而影响催化剂的电氧化活性.相对于商用Pt-Ru/VulcanXC-72(20wt%,E-TEK公司),该催化剂具有较低的峰电势以及较高的If/Ib(循环伏安曲线中正向扫描峰电流与反向扫描峰电流的比值),这表明用此方法制备的Pt-Sn/C催化剂具有较好的抗中毒能力.

Sn/C纳米复合材料的合成及其电化学嵌放锂性能

用SnCl4和葡萄糖的水热反应合成SnO2/碳质复合材料,然后在氮气气氛中热处理使SnO2被碳热还原为Sn纳米粒子,制备得到Sn/C纳米复合材料.用X-射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和X-射线电子散射能谱(EDX)对样品进行表征.结果显示Sn纳米粒子具有球形的形貌,并均匀地分散在无定形的碳材料中.对于Sn质量分数58.5%和32.3%的Sn/C复合材料,Sn纳米粒子的平均粒径分别为51和20 nm.电化学测试结果显示,Sn/C复合材料具有高的电化学贮锂可逆容量和良好的循环稳定性.讨论了Sn/C纳米复合材料的形成机理及其循环稳定性能改善的原因.

锂离子电池用Sn/C复合材料的碳热还原法制备(英文)

采用碳热还原法制备了Sn/C复合材料,通过XRD、SEM、恒流充放电循环、慢速扫描循环伏安(CV)等方法对材料以及其电化学嵌脱锂性能做了研究。结果表明:Sn球均匀分散在絮状碳材料中,加热时间越长,Sn球粒径越大。加热8h得到材料的首次嵌锂比容量可达1014mAh·g-1,循环15周以后的嵌锂比容量为406mAh·g-1。

具有核壳结构的锂离子电池用Sn/C复合负极材料研究

采用碳热还原法以及沥青裂解包覆技术,制备具有核壳结构的Sn/C复合负极材料,对采用改性天然石墨与人造石墨作为内核的效果作了比较,并分析研究壳层的厚度对材料综合性能的影响。结果表明,采用改性天然石墨作为内核能更有效分散Sn金属颗粒,另外沥青裂解碳包覆层的厚度对材料的循环稳定性具有较大的影响。以改性天然石墨为内核,具有(10%+20%)双层包覆结构的负极样品具有最佳的综合性能,首次库伦效率为76.3%,54周的容量保持率为99%。材料结构的设计以及结构的合成工艺是解决锡基合金负极材料体积效应的重要途径。

乙醇在 Ni-Sn/C 催化剂上羰化反应机理的研究

用负载型Ｎｉ＿Ｓｎ／Ｃ催化剂，在常压下对乙醇气－固相羰化反应合成丙酸及丙酸乙酯的反应机理进行了研究。用Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）对活化前、活化后和反应后的Ｎｉ＿Ｓｎ／Ｃ催化剂进行了表征。结果表明乙醇羰化反应是发生在零价Ｎｉ的活性中心上。在催化剂加入Ｓｎ后使更多二价Ｎｉ还原成零价Ｎｉ，增加了羰化活性中心数量，形成了Ｃ２Ｈ５＿Ｓｎ＿Ｉ物种，促进了Ｎｉ在反应中的循环，提高了催化剂的活性。

乙醇羰化Ni-Sn/C催化剂失活机理的研究

探讨了乙醇羰化反应活性较高的Ni Sn/C催化剂的稳定性及失活机理 ,并利用俄歇电子能谱 (AES)和扫描电子显微镜 (SEM )等方法对催化剂进行了表征 .结果表明 ,催化剂在高于反应条件温度及长时间反应条件下 ,由于Sn易于富集在催化剂表面上 ,导致积碳效应 ,堵塞催化剂孔道 ,从而使具有活性的Ni0 活性中心数量减少 。

碳热还原法制备负极复合材料Sn/C

通过碳热还原法,以纳米碳、改性天然石墨为碳源还原SnO2,并用沥青进行二次碳包覆,制备了锂离子电池负极复合材料Sn/C。对样品进行了XRD、SEM分析及充放电性能测试。SnO2被过量的碳还原,形成粒径为1～2μm的金属Sn球。以改性天然石墨为碳源制备的样品,首次充电(脱锂)、放电(嵌锂)比容量分别为412.4 mAh/g和591.1 mAh/g;第20次循环的充电比容量为342.1 mAh/g,库仑效率从第2次循环开始均在97.0%以上。

氧化石墨修饰制备Sn/C复合材料及其嵌锂性质

兼顾Sn/C复合物循环稳定性的同时为了提高其容量,采用氧化石墨(GO)修饰间苯二酚-甲醛凝胶(RF)包覆SnCl4得到前驱化合物并进行水热处理制备改性Sn/C复合物。改性后Sn颗粒与碳基底之间结合更好。循环伏安曲线表明,改性的复合物中Li+在脱嵌时的不可逆变化减小;通过交流阻抗测试结果计算出Li+在改性后的复合物中有着更高的扩散系数;90次循环之后其容量仍能保持在270mAh/g以上,35次循环后的容量保持率接近100%。

锂离子电池负极用Sn/C复合材料的研究

以SnCl2为原材料,采用化学还原和葡萄糖水热法制备了Sn/C复合材料。采用XRD,SEM和EDS对复合材料进行了表征,并对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,该复合材料为300~700nm大小的球形核壳结构,核为金属锡,壳为碳;复合材料的首次脱锂比容量为700mAh/g,循环40次后比容量稳定在450mAh/g,循环300次后仍保持约400mAh/g的比容量,具有优异的循环性能。

微乳液中制备的Pt_3Sn/C催化氧化乙醇的性能

在Triton X-100/乙二醇/环己烷/水微乳液中制备了Pt3Sn/C催化剂。用EDX、TEM、XRD、循环伏安和恒电位等技术,分析了温度、n(H2O)∶n(Triton X-100)及气氛等对催化剂的影响。在30℃、n(H2O)∶n(Triton X-100)=11∶1及N2保护时制备的催化剂,对乙醇氧化的活性较高,Pt3Sn粒子在炭载体表面的分布均匀,粒径约为3 nm,n(Pt)∶n(Sn)=76∶24。

锂离子电池负极材料Si-SiO_x-Sn/C的制备及电化学性质

采用碳热还原法在氮气保护下于管式炉中焙烧SiO、SnO2和碳的混合物,制备复合负极材料Si-SiOx-Sn/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试对材料的电化学性能进行测试和分析。结果表明:900℃焙烧2 h的样品由晶体锡、无定形硅及其氧化物和碳组成,首次放电比容量高达1 144 mAh.g-1。10次循环后容量保持稳定,充放电效率保持较高状态。

水热法制备Sn/C球复合材料及其电化学性能

以葡萄糖为碳源,锡酸钠为锡源,通过水热法制备Sn/C球复合材料。结果表明：样品的XRD峰均出现Sn的特征峰,Sn/C球尺寸为100 nm左右,粒径为10~30 nm的Sn颗粒被均匀地包覆在厚约30 nm的碳层中。考察不同水热时间对复合材料电化学性能的影响,水热时间6 h,烧结温度700℃,烧结保温时间2 h时,复合电极材料具有较高的可逆容量,首次可逆比容量为553.3 mAh/g,首次放充电（嵌脱锂）效率为74.7%,经100次循环后,充电比容量保持在500.2 mAh/g,循环效率为99.9%,具有较好的循环性能。

C/Sn复合薄膜的磁控溅射制备及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能

采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首圈库仑效率增加,但当Sn质量分数过多时其库仑效率降低。Sn质量分数分别为89.20%、91.61%、93.85%、95.81%的四种复合薄膜,在电流密度为500 mA/g时的首圈放电比容量分别为1195.4、1372.97、1574.86、1642.30 mA·h/g,首圈库仑效率分别为86.84%、87.88%、94.06%、80.66%。循环200圈后,四种复合薄膜的比容量衰减率分别为0.70%、6.13%、11.32%、18.88%。研究结果表明,当复合薄膜中Sn质量分数为89.20%时,其具有最优的倍率性能和循环稳定性能,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其倍率性能及循环稳定性变差。

静电纺丝技术结合碳热还原法制备Sn/C薄膜锂电池负极材料

利用静电纺丝技术与碳热还原相结合,制备了具有较高容量和较好循环性能的Sn/C无纺布纤维膜。利用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),表征Sn/C纤维的形貌和结构。样品首次循环得到较高的充放电容量,分别为1 329.8和808.6 mA·h/g。循环40圈以后,充电容量仍保持在743 mA·h/g,为第二圈充电容量的97.5%。

以淀粉为碳源制备锂离子电池负极用Sn／C复合材料的研究

以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源,通过碳热还原的方法制备了Sn/C复合材料。采用XRD,SEM,TEM等手段对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,以玉米淀粉为碳源,锡酸钠为锡源制备的Sn/C复合材料碳基体能对金属锡形成很好的分散和包覆,在结构上具有良好的稳定性;600℃处理得到的样品具有最佳的比容量和循环性能,其首次脱锂比容量为583 mA.h/g,循环10次后其充放电效率达95%。

温度及组成对Sn/C锂电池负极材料性能影响的研究

利用高压静电纺丝技术与碳热还原相结合,由聚合物(PAN)与含锡无机盐(SnCl_2)制备复合Sn/C复合纳米纤维材料。对不同配比的纺丝液、不同的热处理温度制备的Sn/C复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(IR)等对其结构及性能进行研究,并以其为负极材料制备锂电池,测试其容量和循环性能。研究表明,在700℃,SnCl_2/PAN的比例为1∶1时获得的Sn/C纳米纤维具有最佳性能,经过20个循环后,其容量仍保持745.9mA·h/g,是第二个循环容量的97.8%。

纳米SnS/C复合物作为锂电池负极材料的研究

采用高能球磨法制备了纳米SnS/C复合材料,通过XRD、SEM和TEM等结构和形貌实验表明可以通过高能球磨法直接合成SnS纳米颗粒,并实现碳的均匀包覆。恒流充放电实验显示SnS/C复合材料的可逆比容量为1 107m Ah/g,达到理论比容量的97.4%,基本实现可逆的转化反应和合金化反应。这种材料在800 mA/g的电流密度下仍能达到854 m Ah/g的可逆比容量,显示了高的倍率性能。这些优异的电化学性能主要由于通过电化学还原反应生成的纳米Sn具有高的电化学活性。以及生成物Li2S的隔离作用和导电碳网络的缓冲作用,有利于保持材料结构的稳定和电化学反应的可逆进行。这种高性能纳米SnS/C复合材料为高比能锂离子电池的发展提供了可选体系。

Cu、As、Sn对C-Mn钢热轧板表面质量的影响

通过扫描电子显微镜和X-射线能谱分析研究了C-Mn钢(%:0.13～0.20C、1.00～1.60Mn、0.09Cu、0.07As、0.05Sn)连铸坯热轧的25 mm板表面微裂纹。结果表明,热轧板表面裂纹两侧存在薄的氧化脱碳层,裂纹沿晶界开裂,裂纹附近的基体处存在Cu、As、Sn低熔点富集相。实际生产中当钢中的Cu、As、Sn含量分别控制≤0.02%,可基本消除热轧板表面网状裂纹。

Sn/O/H/N/C/Cl系统中锡的氧化动力学研究

控制燃煤锅炉中Sn的排放已经越来越被环境学界所关注。已有数据表明气相排放的和残留在飞灰中的Sn的变化范围很大,引起这种变化的原因还不清楚。在尾部烟道附近,Sn以元素态和二价氧化物蒸汽形式存在,已知水溶性二价锡氧化物更容易从烟气中脱除。为了更好地控制Sn的排放,必须了解燃烧过程中Sn的反应产物以及各浓度与时间的关系,即Sn的反应动力学机制,该文首次采用量子化学经典过渡态理论的方法研究了烟气中痕量元素锡的关键基元反应动力学参数,继而提出了Sn/O/H/N/C/Cl系统的氧化动力学模型。在典型的反应温度和组分浓度下进行了动力学的数值模拟,并通过敏感性分析找到了影响系统反应速率最重要的基元反应。