Ni^(3+)抑制具有阴离子氧化还原活性钠离子电池正极材料的电压衰减

由于钠资源丰富,钠离子电池在大规模储能方面显示出巨大的潜力。随着近年来研究的深入,在正极材料中引入适量的阴离子氧化还原可以有效地提升钠离子电池的能量密度,同时减少高成本过渡金属元素如V、Co和Ni等的用量。有研究表明,材料循环过程中不可逆的氧损失以及Mn^(4+)/Mn^(3+)氧化还原的激活,导致了层状氧化物正极材料持续的电压衰减。本工作通过在Na_(x)[Li,Ni,Mn]O_(2)基钠离子电池正极材料中引入Ni^(3+)作为Mn^(4+)/Mn^(3+)氧化还原屏障,利用Ni^(3+)/Ni^(2+)的氧化还原代替Mn^(4+)/Mn^(3+)的氧化还原,成功抑制了材料的电压衰减。电化学测试结果显示,改性材料在不损失容量的前提下,循环稳定性得到明显提升。X射线光电子能谱结果也验证了Ni3^(+)的引入有利于维持材料多周循环后Mn价态的稳定。

阴离子氧化还原反应对富锂锰基正极材料的影响及其改性策略

兼具高能量密度、高功率密度、长循环寿命性能的正极材料是当下电池储能材料研究的重点,也是储能市场的重要需求。富锂锰基正极材料(LRMO)因其极高的放电比容量(≥250 mAh/g)、较高的工作电压(4.2~4.5 V vs.Li/Li^(+))、低成本且环境友好等优点成为当下最具应用前景的正极材料之一。虽然金属阳离子和阴离子依次或同时进行的氧化还原反应使LRMO材料的容量超过了传统层状氧化物,但首次不可逆容量高、循环和倍率性能较差等一系列的问题阻碍了其工程化应用,这与材料中阴离子氧化还原反应紧密相关。本文首先介绍了LRMO材料的晶体结构,然后基于分子轨道理论,回顾了LRMO材料的能带结构与阴阳离子氧化还原反应的联系,总结了阴离子氧化还原反应对富锂锰基正极材料的影响,包括高容量、不可逆的氧流失、过渡金属离子迁移。同时,分别从过渡金属比例调节、表面修饰、离子掺杂三个方面总结了近些年国内外研究人员针对阴离子氧化还原反应造成的负面影响设计的改性策略。最后展望了LRMO材料理论研究与应用研究的大致方向。

Mg、Co共掺对钠离子电池正极材料中阴离子氧化还原过程的改性研究

钠离子电池具有潜在的高能量密度和明显的成本优势,近些年来受到广泛的研究和商业开发。其中,P2型层状氧化物材料因其制备简单、空气稳定性好而被认为是一种很有前景的正极材料,但实际可用可逆比容量较低。Mg掺杂可以触发阴离子氧O_(2)-/(O_(2))^(n-)的氧化还原反应,进而提供可观的容量。但在阴离子氧化还原过程中会产生不可逆相变,使其循环性能变差,并且充放电过程中存在着严重的电压滞后现象。本文采用Mg和Co共掺的手段来调节晶体结构和电子结构,提高比容量的同时,减少电压滞后,提升循环性能。优选得到了正极材料P2-Na_(0.67)Mg_(0.22)Co_(0.22)Mn_(0.56)O_(2),在1.5~4.5V的电压区间内,可逆比容量为198mAh·g^(-1)。相比于同体系的其他材料具有较好的循环稳定性和倍率性能,同时电压滞后现象得到明显改善,为设计新型层状氧化物正极材料提供了新思路。

锂离子电池阴离子氧化还原正极材料研究进展

相比传统层状氧化物正极材料,阴离子氧化还原正极材料具有很高的充放电比容量,高比容量是氧阴离子参与氧化还原反应的结果,阴离子氧化还原型正极材料是近年来高容量正极材料的研究方向之一。归纳了电极材料氧化还原反应的基本过程,从分子轨道理论对阴离子氧化还原机制和构型不同的层状材料氧化还原过程进行了阐述。概括了不同改性手段(如阴离子掺杂或取代、调控阳离子比例、氧缺陷产生和表面包覆)对材料电化学性能的影响。对阴离子氧化还原反应今后的研究进行了展望。

钠电层状正极中阴离子氧的氧化还原反应活性调控

钠离子电池正极候选材料中,基于钠的层状过渡金属氧化物因具有较高的能量密度、环境友好性以及较低的工艺成本,有望实现大规模工业化。然而,因为材料的电荷补偿过程完全依赖于过渡金属(TM)离子的阳离子氧化还原,从而制约了容量的进一步发挥。为了突破这一束缚,阴离子氧化还原成为提升层状氧化物能量密度的关键手段。本综述详细介绍了钠离子电池层状材料中阴离子氧化还原所具有的巨大优势,通过对几类阴离子氧化还原演化过程及机理进行讨论,揭示了其中的关键点,并利用掺杂与包覆等手段实现对阴离子氧化还原的电池材料的调控改性。最后,本文展望了层状金属氧化物正极在该领域的发展潜力,为钠离子电池技术的创新提供了新的思路。

二氧化碳阴离子自由基还原降解水溶液中全氟辛烷磺酸盐动力学模型构建与模拟

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建了热活化过硫酸盐/甲酸盐还原体系。建立了包含16个化学反应方程式的PFOS降解动力学模型,模拟了过硫酸盐浓度、活化温度和PFOS浓度对污染物还原降解的影响。结果表明:在溶液pH=8.0,温度85℃,PFOS约18.6μmol/L,过硫酸盐和甲酸盐浓度均为1.86mmol/L时,反应6h后二氧化碳阴离子自由基还原体系PFOS的脱氟效率达98%。一定范围内增加过硫酸盐和活化温度可提高PFOS的脱氟效率。该模型能够较好地模拟过硫酸盐浓度、PFOS浓度和活化温度变化对PFOS降解动力学的影响。

二氧化碳阴离子自由基在水处理中的应用

高级还原技术作为近年来新兴的水处理技术之一,主要通过外加能量激活常规的还原剂而产生强还原性自由基和水合电子,还原去除水中有机污染物、重金属离子、硝酸盐等毒性污染物.二氧化碳阴离子自由基(CO_(2)^(·-))作为一种还原性自由基,具有极强的还原性,能快速与水中多种污染物反应,在水处理中具有研究、开发和推广应用价值.结合国内外文献,介绍CO_(2)^(·-)的结构、理化性质和产生途径,以及其在去除水中有机氯、硝酸盐及重金属等污染物方面的应用,并详细论述影响降解效果的因素和降解机制.最后,对CO_(2)^(·-)的未来研究方向和应用前景进行展望.

牙髓炎组织超氧化阴离子自由基的测定分析

近年来,已知在机体中,O2?及其派生的活性氧类与炎症有关。活性氧类对机体有机物的合成、分解,对蛋白质、酶的变化等都具有有害作用。但是,到目前为止,在人牙髓炎的病理过程中是否涉及自由基和活性氧的作用,国内、外尚未见文献报道。

过氧化亚硝基阴离子在糖尿病氧化应激损伤作用中的研究进展

糖尿病氧化应激生成的超氧阴离子与内皮细胞生成的一氧化氮反应生成过氧化亚硝基阴离子,通过硝基化作用修饰多种蛋白的酪氨酸残基,并且可以氧化损伤多种蛋白分子,在糖尿病的发病机制及其并发症的发生、发展中有一定作用。故有针对性的抗氧化治疗可能改善患者预后。针对这一途径的深入研究有助于进一步了解糖尿病发病机制。

菌斑中超氧化物阴离子自由基的测定

菌斑作为龋病病因的始动因素，已经得到公认。为了更深入研究菌斑、氧自由基与龋病发病的关系，作者对菌斑中氧自由基进行检测。１材料和方法１．１主要仪器和试剂发光光度计（ＤＧ３０３０型，华东电子管厂）；分析天平（１／１０００００，上海分析仪器厂）；匀浆器（６...

钠离子电池层状过渡金属氧化物中阴离子氧的氧化还原反应活性调控

由于资源丰富、价格低廉等特点,钠离子电池逐渐成为储能领域的研究热点。然而,钠离子电池正极材料较低的比容量是限制钠离子电池发展的关键因素之一。近年的相关研究发现,基于过渡金属阳离子与晶格氧阴离子双重氧化还原反应的层状过渡金属氧化物具有高的比容量,是下一代高比能量钠离子电池的首选正极材料。因此,深入了解阴离子氧的氧化还原反应的结构基础及演化机制,对探索高容量电池正极材料有重要意义。本文讨论了钠离子电池层状过渡金属氧化物中阴离子氧的氧化还原反应活化原理、以及结构调控对激发晶格氧活性的影响,并展望了其未来的发展趋势和前景,以期为今后该类型正极材料的研究提供参考。

运动对Apo E基因敲除小鼠冠状动脉超氧化物阴离子和NF-κB的调控作用

目的:探讨长期中等负荷耐力运动对载脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠冠状动脉粥样硬化的影响和对冠状动脉超氧化物阴离子、CD40L的调控作用。方法:40只6周龄ApoE基因敲除小鼠随机分为运动干预组和对照组。运动干预组给予长期中等负荷耐力跑台运动干预32周;一般对照组未予以特殊干预。实验结束后评估两组小鼠冠状动脉主干的动脉粥样硬化病理形态学改变程度,采用荧光免疫组化法测定冠状动脉主干的超氧化物阴离子、CD40L的表达、实时PCR的方法测定NF-κB、MCP-1mRNA的表达。结果:一般对照组冠状动脉粥样硬化进展显著;长期中等负荷耐力运动组冠状动脉粥样硬化程度显著下降、冠状动脉主干狭窄率较对照组显著下降(33.3±5.66%vs48.3±5.91%,P<0.01)、冠状动脉主干超氧化物阴离子显著低于对照组(2.17±0.69vs3.70±0.51,P<0.01),CD40L的表达均显著低于对照组(1.97±0.41vs2.47±0.35,P<0.01),并且NF-κB、ICAM-1、MCP-1mRNA的表达也显著低于对照组。结论:长期中等负荷耐力运动可显著下调ApoE基因敲除小鼠冠状动脉超氧化物阴离子与CD40L的表达,减轻炎症浸润并延缓冠状动脉粥样硬化的进展。

不同阴离子型氢氧化镁铝正电胶体的合成和造纸助留试验

氢氧化镁铝水滑石胶体由于其自身所带的强正电性和特殊的晶体结构,可以与阴离子聚丙烯酰胺复配应用到造纸湿部助留中。采用共沉淀法合成各种不同阴离子的氢氧化镁铝水滑石胶体。由实验可以发现镁铝型水滑石含永久的正电性,并且可以形成纳米级微粒,其带电情况和微粒平均粒径会随阴离子的不同和合成过程而变化。应用动态滤水仪测定不同阴离子的氢氧化镁铝胶体和阴离子聚丙烯酰胺复配使用对浆料的留着。

HCPCF褪色光度法测定微量氧化性阴离子

报道了 1 ,5 二 ( 2 羟基 5 氯苯 ) 3 氰基甲月替 (HCPCF)在酸性介质中与氧化性阴离子的反应。氧化性阴离子将HCPCF的四氮基转化为无色氧化型而使红色逐渐减褪。利用此褪色反应 ,探讨了测定NO-2 、BrO-3 、IO-3 、IO-4 、Cr2 O2 -7的条件 ,其表观摩尔吸光系数达 1 0 4 数量级 ,提出了测定氧化性阴离子的新方法。可用来测定饮用水、池塘水、废水、化学试剂、碘盐及海带中一些氧化性阴离子的含量。

钠离子电池P2-Na_(0.6)Li_(0.27)Mn_(0.73)O_(2)正极材料的W掺杂研究

钠离子电池P2型层状氧化物可以通过掺杂一些非活性金属元素(Li、Mg)激发阴离子氧化还原反应以提升容量。然而,阴离子氧化还原反应具有固有的不可逆性和动力学迟滞的缺点。此外,在高电压下还存在晶格氧的不可逆损失和电解液的过度分解,导致电池容量的快速衰减和放电电位的持续降低。本文采用高温固相法合成了不同质量比W掺杂的P2型层状氧化物Na_(0.6)Li_(0.27)Mn_(0.73-x)W_(x)O_(2)(NLMWO)。结合多种表征手段研究不同掺杂量的W元素对材料结构和电化学性能的影响。结果表明,W掺杂能够有效减少Na^(+)/空位有序,抑制了P2-OP4-O2的相变,提高Na^(+)的扩散速率。在2.0~4.6 V的电压范围内,0.5 C的倍率下,质量比1.0%W掺杂的改性材料Na_(0.6)Li_(0.27)Mn_(0.72)W_(0.01)O_(2)(NLMWO-1)循环100次的容量保持率为80%;在5.0 C的倍率下,NLMWO-1的平均放电比容量为92.6 mAh/g,是Na_(0.6)Li_(0.27)Mn_(0.73)O_(2)(NLMO)的1.5倍。研究结果表明,非活性金属掺杂是抑制不可逆阴离子氧化还原的有效手段。该工作为高容量、高稳定性钠离子电池正极材料的结构设计提供了可行的思路。

二氧化碳阴离子自由基还原降解水溶液中全氟辛烷磺酸盐研究

为解决全氟辛烷磺酸盐(PFOS)带来的水体污染问题,采用热活化过硫酸盐(PS)/甲酸盐(FA)产生二氧化碳阴离子自由基(CO2^●-)还原降解水溶液中的PFOS。结果表明,不同降解体系PFOS 脱氟效率顺序为:未脱氧超声处理(US/O2)<脱氧超声处理(US/N2)<脱氧超声/过硫酸盐处理(US/PS/N2)<脱氧热活化过硫酸盐/甲酸盐处理(heat-PS/FA/N2);在溶液pH 值为8.0,温度为85℃,PFOS 约为18.6μmol/L,PS 和FA 浓度均为1.86 mmol/L 时,反应6 h 后CO2^●-还原体系PFOS 的脱氟效率达98%,电子顺磁共振(EPR)技术证实体系生成了强还原性CO2^●-。在一定范围内,增加FA、PS 和T 可进一步提高PFOS 的脱氟效率。高效液相色谱-串联质谱(LC-MS)监测发现,PFOS 还原降解的主要中间产物为全氟辛酸、全氟庚酸、全氟己酸、全氟戊酸和全氟丁酸,据此推测了PFOS 可能的还原降解途径。

一氧化氮和过氧亚硝基阴离子在家兔脑缺血再灌注损伤中的作用

目的 探讨脑缺血再灌注损伤时一氧化氮 (NO)和过氧亚硝基阴离子 (ONOO- )在家兔脑缺血再灌注损伤中的作用。方法 采用夹闭双侧颈总动脉、椎动脉复制家兔脑缺血再灌注模型 ,分别测定对照 (control)组、单纯缺血 (ischemia)组、再灌注损伤 (ischemia -reperfusioninjury ,IR)组脑组织匀浆内超氧化物歧化酶 (SOD)、丙二醛 (MDA)、一氧化氮 (以NO2 - NO3- 代表NO的水平 )、诱导型一氧化氮合酶 (iNOS)水平的变化。结果 缺血再灌注组的NO2 - NO3- 、iNOS、MDA的水平明显高于其他两组 (P <0 .0 5 )而SOD的活性显著降低 (P <0 .0 1)。结论 脑缺血再灌注时脑组织内有大量的NO、ONOO- 产生 ,脂质过氧化增强 ,ONOO-

紫外活化甲酸产二氧化碳阴离子自由基还原Cr(Ⅵ)的研究

研究高效还原技术是去除废水中Cr(Ⅵ)的有效手段,本研究提出了一种新颖有前景的基于紫外(UV)活化甲酸(HCOOH)产还原性二氧化碳阴离子自由基(CO_2^(·-))去除Cr(Ⅵ)的方法.通过对比UV、HCOOH、UV/HCOOH三种体系对Cr(Ⅵ)还原效率和电子自旋共振(EPR)对体系中自由基的检测研究了其活化原理和还原机制.结果表明UV能显著活化HCOOH产生CO_2^(·-)(αH=19.08G,αN=15.86G,g=2.0036).此外,试验考察了主要影响因素对Cr(Ⅵ)去除效果的影响,包括初始Cr(Ⅵ)浓度、甲酸投加量、初始p H值、反应温度、有机污染物以及水中常见阴离子.结果显示当甲酸浓度为40mmol/L,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L,反应时间在60min内,UV/HCOOH体系对Cr(Ⅵ)的去除率能达到100%.在酸性条件下(pH≤3.5)能显著促进Cr(Ⅵ)的还原,且Cr(Ⅵ)去除效率随着初始HCOOH浓度和反应温度升高而增加.进一步研究表明,该体系下NO_3^-对Cr(Ⅵ)的还原有着显著的促进作用,而Cl^-、HCO_3^-和对硝基苯酚(pNP)则有抑制作用.不同温度下Cr(Ⅵ)去除率与时间关系的拟合结果表明,当反应时间t≥40min,UV/HCOOH体系去除Cr(Ⅵ)过程遵循准一级反应动力学,根据不同温度下对应的反应速率常数k,结合阿伦尼乌斯方程,计算求得准一级反应的活化能为15.9k J/mol.

钠离子电池层状氧化物正极材料研究进展

钠离子电池凭借资源和成本优势在大规模储能和低速电动车领域展现出极大应用前景.层状氧化物理论容量较高且易于合成,是目前最具应用潜力的钠离子电池正极材料之一.如何改善层状氧化物正极材料的循环稳定性并提升其能量密度是当前的科学前沿问题.首先,综述了层状氧化物正极材料的几种典型改性方法,从组分设计的角度,探讨了不同掺杂元素、不同掺杂位点对材料容量和循环寿命的影响,阐述了利用阴离子反应提供额外容量的基本原理,概述了提高阴离子氧化还原可逆性的掺杂策略;从结构设计的角度,介绍了复合相材料的制备、微观结构的设计和调控等方向的最新进展;从表面设计的角度,讨论了金属氧化物、磷酸盐等作为包覆层对改善材料稳定性和倍率性能的作用机制.最后,总结了层状氧化物储钠正极材料现阶段面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望,提出了新的研究思路.

糖尿病大鼠骨质疏松与过氧亚硝基阴离子关系的免疫组化研究

目的:探讨过氧亚硝基阴离子(ONOO-)与糖尿病(DM)骨质疏松(OP)的关系。方法:用链脲佐菌素 (STZ)诱导糖尿病大鼠模型12周后,进行骨密度(BMD)检查、观察股骨胫骨形态学改变,应用免疫组化法检测骨中 和高糖溶液培养成骨细胞(OB)中的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、ONOO-水平的变化。结果:高糖溶液培养OB中的 iNOS和ONOO-升高;DM大鼠骨中的iNOS和ONOO-升高、BMD降低、骨形态学呈退行性改变。结论:骨中iNOS、 ONOO-增加可能是糖尿病OP的发病机制之一。