硫化锰/碳材料的原位合成及赝电容性能探究——以综合化学实验为例

以锰-六亚甲基四胺配位骨架为前驱体,采用简单的原位硫化法,制备了硫化锰/氮硫共掺杂碳纳米复合材料(MnS-NSC)。利用X射线衍射仪、扫描电镜等大型仪器进行材料的结构及形貌表征,利用电化学工作站进行电容器的电化学性能测试。该综合化学实验涵盖材料制备、表征及性能测试,体系完整,实用性强,涉及多种仪器使用,有助于从整体上培养学生的综合实验能力,提升科学研究素养和创新思维。

硫化锰/碳复合材料的制备及储锂性能研究——推荐一个综合化学实验

以二维锰基配位化合物为模板,通过热处理和硫化方法合成了硫化锰纳米粒子锚定在氮、硫共掺杂碳片的复合材料(MnS-NSC)。利用X射线粉末衍射仪、光电子能谱仪等进行结构表征,利用电化学工作站、充放电仪等进行锂离子电池性能测试。该MnS-NSC复合材料具有结构稳定、活性位点多、导电性能好、离子扩散速度快的优点。作为锂离子电池负极材料,展现出优异的储锂性能,包括稳定的循环性能和高的倍率性能。该综合化学实验内容丰富、数据充分,涵盖纳米材料制备、大型仪器表征、电化学性能测试等多个环节,覆盖范围广,可有效拓宽学生的理论和实践技能,提高相关知识储备,培养科研创新能力,提升综合素养。

硫化锰夹杂物面积与激光诱导击穿光谱信号强度关系的统计分析

在风电主轴上制取金相试样(材料牌号34CrNiMo6),用激光诱导击穿光谱仪(LIBS)扫描分析了抛光表面上S、Mn、Fe、Cr、Mo、Si和Al等元素的二维分布。使用金相显微镜对比扫描分析前后的金相照片,提取了各烧蚀点覆盖区域的MnS夹杂物形貌,获得了S和Mn两元素异常信号分布特征及对应激发区域内的MnS夹杂物面积数据,分析了夹杂物面积与信号强度之间的关系。结果表明,S和Mn两元素基本都在相同位置出现异常信号,且两元素的异常信号强度具有明显的线性相关性,材料中的MnS夹杂物是引发S和Mn出现异常信号的最主要来源,并且MnS夹杂物面积与S和Mn两元素的异常信号强度之间存在较强的线性相关性,可以通过对异常信号的分析来识别MnS夹杂物并确定其尺寸及分布状态。通过建立简化物理模型,计算了MnS夹杂物面积与S和Mn两元素含量之间的关系,在低含量段,得到了夹杂物面积与S和Mn两元素含量之间近似呈线性关系的结果,进而验证了S和Mn两元素异常信号强度与MnS夹杂物面积之间线性相关的实验结果。分析认为,元素的宏微观偏析、夹杂物面积测量的偏差、预剥蚀导致的夹杂物剥落等因素都会对夹杂物面积与信号强度之间的线性统计关系产生影响。

硫化锰在钢中的Ostwald熟化过程的控制性元素的理论分析

根据稀溶体中第二相的Ostwald熟化的理论 ,分析计算了钢中硫、锰元素的相对含量对硫化锰在钢中的Ostwald熟化过程控制性元素的影响。计算结果表明 ,钢中硫化锰的Ostwald熟化过程的控制性元素是硫还是锰主要取决于 (Mn -R·S)是否大于C值 DMn -γRDS -γ10 5.0 2 -1162 5/T(DS -γDMn -γ- 1) ,当含锰的合金钢、低合金高强度钢和普碳钢中的锰含量大于 0 7%时 。

亲油性硫化锰纳米微粒的化学制备和结构

采用表面修饰的方法，在醇水体系中制备了双十八烷基二硫代磷酸（DDP）表面修饰的硫化锰（MnS）纳米微粒，用XPS、FTIR、TGA、TEM和HREM等技术对用表面修饰法得到的MnS纳米微粒的结构、化学稳定性和热稳定性进行研究，结果表明：表面修饰得到的MnS纳米微粒有较好的化学稳定性和热稳定性，并且微粒的分散件好、不团聚，制备出的MnS纳米晶核具有γ－MnS的晶型结构。

硫化锰夹杂物的热变形行为

用模拟轧制方法研究了轧制工艺参数对硫系易切削钢中硫化锰夹杂物形态、大小、分布、数量及相对塑性的影响。试验结果表明，ＭｎＳ随变形量的增加，其碎化方式呈周期性变化；ＭｎＳ的相对塑性在变形温度为９００℃时最大，１０００℃时最小，１１５０℃时较小。

硫化锰与奥氏体之间半共格界面比界面能的理论计算

根据错配位错理论 ,提出了对钢中MnS与奥氏体之间半共格界面比理论计算方法 ,包括比界面能σ1,侧面上的比界面能σ2 ,MnS沉淀初期侧面上的比界面能σ′2 和平均比界面能的计算。当MnS尺寸很小时(≤ 10 0nm)MnS长短轴比为 5 3,当继续长大时 ,长短轴比值降低至 1

生物分子L-半胱氨酸辅助的六角形γ-硫化锰的水热合成与表征(英文)

本文使用L-半胱氨酸和不同类型的锰盐通过水热方法合成了具有不同直径和长度的六角形γ-硫化锰的单晶纳米棒,并通过X-射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜实验对γ-硫化锰纳米棒的结构和性质进行了表征。实验结果表明不同锰盐中的阴离子对六角形γ-硫化锰纳米棒的形成具有影响并对其形成机理进行了简单讨论。

轧制工艺参数对硫化锰夹杂物相对塑性的影响

用模拟轧制的方法研究了轧制工艺参数对Ｓ系易切消钢中硫化锰夹杂物形态、分布及相对塑性的影响。试验结果表明：ＭｎＳ的相对塑性在变形温度为９００℃时最大，１０００℃时最小，１１５０℃时较小。

氧化还原石墨烯支撑的硫化锰负极材料

利用氧化还原石墨烯(rGO)优异的物化性质,通过溶剂热法制备了氧化还原石墨烯支撑的硫化锰(MnS/rGO)高性能锂离子电池负极材料。采用XRD和SEM对材料的物相组成和微观形貌进行了分析,并对其电化学性能开展了相关研究。结果发现,在1.0 A/g电流密度下,循环200次后MnS/rGO电极放电比容量为614.1 mAh/g。在10.0 A/g高倍率电流密度下,MnS/rGO电极平均放电比容量为142 mAh/g。由于rGO优异的导电性和机械韧性,复合了rGO的MnS材料增强了表面Mn^(2+)到Mn^(3+)的氧化反应动力学,加速了锂化/去锂化反应和电荷转移能力,缓解了循环过程中材料体积变化,提高了材料结构稳定性,显示出优异的电化学性能。

壳聚糖/硫化锰纳米复合膜传感碘离子性能研究

利用壳聚糖（CS）易于成膜的特点,在有机物调制的条件下,通过异相成核生长制备了CS/硫化锰（MnS）纳米复合膜。研究了成膜条件对膜的水热稳定性和发光性能的影响,以及CS/MnS纳米复合膜对响应物的影响特征。通过荧光性能探索CS/MnS纳米复合膜的传感性能,研究结果表明,在水体系中除碘离子外,其他常见的离子对薄膜荧光发射没有显著影响,而CS/MnS纳米复合膜的荧光强度随着碘离子的浓度（0~5.40×10-4 mg/L）的增加而降低,荧光强度从388到204。但是荧光光谱的形状以及最大波长的位置不变。通过对其可逆性的测定,发现复合膜的可逆性很强,预期CS/MnS纳米复合膜有可能发展成为检测碘离子的一种重要的专用传感膜材料。

微细硫化锰合成技术实验研究

本文基于化学反应沉淀法的基本原理,通过设计不同的工艺路线和工艺条件制备硫化锰微细粉末。检测结果证明,超声化学法制备的硫化锰粉末颗粒微细、粒度分布均匀、分散性好、化学纯度高,满足粉末冶金添加剂的使用要求。

磷酸改性生物炭负载硫化锰去除废水中重金属镉

采用磷酸作为活化剂对黍糠生物炭进行改性,得到富含活性官能团的功能性生物炭(fCBC),并将其作为硫化锰(MnS)的载体,最终成功制备出硫化锰负载的磷酸改性生物炭(MnS-fCBC),可用于水体中镉(Cd)的高效去除.系统评价了初始浓度、初始pH值以及Mn S-f CBC投加量对于吸附反应的影响.MnS-f CBC表现出优越的吸附Cd的能力,在初始Cd浓度为200mg/L、p H=6和投加量1g/L的条件下,MnS-f CBC对于Cd的吸附容量最大,达145.15mg/g.吸附反应受pH值影响显著,在偏酸性条件下能取得较好的去除效果.通过X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱仪(Raman)对Mn S-f CBC进行结构表征分析,结合批次试验探讨了Cd的去除机理.结果表明,表面络合和化学沉淀是Cd去除的主要机理.材料的回用性能试验显示,在5次循环使用后,材料依然有较高的Cd去除能力,表明其具有较高的可重用性.因此,MnS-f CBC可作为一种高效的Cd吸附剂,应用于含Cd废水处理.

形貌可控γ-硫化锰纳米晶的制备及表征

在表面修饰剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在的条件下,使氯化锰和硫化钠发生反应,在76℃无水乙醇溶液中,制备出了亚稳态的-γMnS纳米晶.当反应的搅拌速度不同时,得到的产物分别呈球形和椭球形.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外吸收光谱分析(UV)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对产物的形貌、结构和光学性质进行了表征,并据此推导了不同形貌纳米微粒的生长机理.

钢中硫化锰和氮化铝析出相标准样品的研制

对钢中硫化锰、氮化铝析出相标准物质的研制过程 ,钢种的选定 ,析出相的结构确定 ,析出相提取及分析方法的确定 ,元素和析出相的偏析检验 ,标准值的确定作了较详细的介绍。

重轨钢中硫化锰夹杂物粒度的原位统计分布分析

采用原位统计分布分析技术对重轨钢铸坯中MnS夹杂的粒度分布情况进行了分析研究。通过ASPEX扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)将重轨钢中不同尺寸的MnS夹杂进行统计,建立了原位统计分布分析MnS夹杂的粒度分布曲线,分别对重轨钢铸坯中5~10、10~20、20~50μm的MnS夹杂的分布情况进行了统计分析。结果表明,沿着铸坯的内部到边缘的方向上,5~10μm小颗粒夹杂一直存在,10~20、20~50μm大颗粒MnS夹杂所占比例降低,直到铸坯边缘,几乎没有大颗粒MnS夹杂存在。将该结果与ASPEX扫描电镜-能谱仪得到的结果相比较,两者在反应夹杂物分布趋势上具有一致性,说明原位统计分布分析技术分析铸坯中夹杂物的粒度分布方法的建立具有可靠性。

硫化锰混合夹杂物对管线钢氢致开裂的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等分析了氢致开裂管线钢试样的夹杂物形貌和成分,结合试验对管线钢的开裂原因进行了综合分析,并提出了工艺优化措施,结果可为抗酸腐蚀管线钢的生产和研发提供借鉴。

二氧化锰和硫化锰两矿法制备高纯硫酸锰

利用天然二氧化锰粉与硫化锰精矿为原料制备高纯一水硫酸锰,并取得了初步成功。其最优工艺为:以二氧化锰与硫的摩尔比为2.25∶1,在温度90℃条件下浸出3 h后,除渣,再用A试剂1.5倍理论用量除去硫酸锰溶液中的钾钠,按工业硫化钡1.5倍理论用量除去各重金属,用氟化锰5倍理论用量除去钙镁后蒸发结晶烘干,得到高纯一水硫酸锰产品。

硫化锰微晶简易可控合成与表征

以氯化锰(MnCl 2·4H 2O)和硫化钠(Na 2S·9H 2O)为原料,采用水热法在不同的反应温度下成功得到了硫化锰微晶。产物经X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和激光共聚焦显微拉曼光谱仪测试表征后表明,水热反应温度对MnS的晶型影响很大,随着水热反应温度的升高,产物将从γ-MnS向α-MnS转变。200℃条件下通过水热法合成了形貌均一的八面体α-MnS。

钢中硫化锰的形态及对钢性能的影响

论述MnS在钢中的各种形态及其对钢性能的影响,通过降低钢中的硫含量和控制MnS的形态,可以提高钢的性能和质量。