PVP辅助Co3O4纳米雪花合成及在超级电容器中的应用

本文以氯化钴为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为形貌控制剂,采用水热法与后续高温煅烧相结合,制备了雪花状四氧化三钴多孔纳米片(Co3O4PMS)。利用XRD和SEM方法对Co3O4PMS的物相和表面形貌进行了鉴定和表征。结果表明,Co3O4PMS具有比较均匀的多孔雪花片状结构,这为增大与溶液的接触面积提供了便利。该材料在电流密度为1?A·g-1时,比电容达到566.87?F·g-1,并在2?A·g-1电流密度下进行了循环稳定性测试,经过2000次循环充放电后,比电容为285?F·g-1,电容保留率为66.31%,预期将在超级电容器领域具有一定的潜在价值。

一种鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液的简易方法

根据Na2CO3、NaHCO3水解性的差异而导致溶液的不同碱性,采用百里酚酞酒精溶液,成功设计了快速、方便、有效鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液的方法。该方法操作方便,现象明显,成功率高,效果很好,可用作课堂演示实验和食品、药品检测等技术领域。

戏说化学中的“僧多粥少”——Na2CO3、NaHCO3溶液中过量问题的计算

“僧多粥少”是一个脍炙人口的成语，常比喻人多物少，不够分配．在中学化学中也有这样一类题型，会因为反应物用量不同而发生不同的反应，需要分析反应物的相对多少才能正确解题，这与“僧多粥少”有异曲同工之妙．其中最为典型的情况要数钠盐与盐酸反应的情况了．

4种多年生禾本科牧草种子萌发对Na2CO3胁迫的响应

采用培养皿室内培养方法,研究了4种多年生根茎型耐旱植物俄罗斯新麦草(Elymus junceus Fisch)、苇状羊茅(Festuca arundinacea Schreb)、羊草(Leymus chinensis Trin.Tzvel.)和高冰草(Agropygron elongatum Host Nevski)种子对不同浓度(0、25、50、75和100mmol·L-1)Na2CO3胁迫及胁迫解除后种子发芽率和幼苗生长的响应。结果表明,4种牧草发芽率均在没有Na2CO3胁迫时最高,且以苇状羊茅最高达到96.8%,羊草最低73.1%;随着胁迫浓度的增加发芽率呈下降趋势,高冰草在100mmol·L-1Na2CO3下发芽率仍达到14.9%,而其他3种牧草在此浓度下没有观察到萌发的种子。4种牧草的发芽速率均与Na2CO3浓度呈显著负相关,相同Na2CO3浓度下,4种牧草中苇状羊茅最高,羊草最低。Na2CO3胁迫对根长的抑制明显高于苗长,且对不同物种影响不同;75mmol·L-1Na2CO3胁迫下,除了高冰草根长为3.4cm之外,其他3个物种根的伸长几乎完全被抑制。解除胁迫后,羊草种子发芽恢复最快,且发芽率与原Na2CO3浓度成正比;高冰草、俄罗斯新麦草和苇状羊茅几乎均为0。上述结果说明,4种牧草中,种子萌发期以高冰草耐Na2CO3能力最强,其次是俄罗斯新麦草和苇状羊茅,羊草种子最差;但当胁迫解除后,羊草种子具有较高的萌发恢复率,这也是其适应盐碱环境的一个重要原因。

不同形貌Co3O4的水热-微乳液法制备及其电化学性能

以四元微乳液(水/十六烷基三甲基溴化铵/环己烷/正戊醇)为介质,在100℃水热环境下成功地合成了具有蒲公英状、剑麻状以及捆绑式结构的前驱化合物,经300℃焙烧可得结构保持的Co3O4.X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明,所得样品为立方尖晶石结构,同时水热反应时间对材料的形貌有很大的影响.循环伏安和恒电流充放电等电化学测试均表明,水热反应6h、经热处理后得到Co3O4具有较好的电化学电容行为,单电极比电容可达340F·g-1.

Bphen掺杂Cs2CO3作为电子传输层对OLED器件性能的影响

为改善OLED器件的载子注入平衡,本文在其结构ITO/MoO3/NPB/Alq3/Cs2CO3/Al中,分别引入高电子迁移率材料Bphen及Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层。通过改变Bphen的厚度以及Bphen中Cs2CO3的体积掺杂浓度,研究其对器件发光亮度、电流密度和效率等性能的影响。实验结果表明,采用Bphen或者Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,均能提高器件的电子注入能力,改善器件的性能。相比于未引入Bphen的器件,采用25nm的Bphen作为电子传输层,改善了器件的电子注入,使器件的最大电流效率提高112%;采用体积掺杂浓度为15%,厚度为5nm的Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,减小了电子注入势垒,使器件的最大电流效率提高27%,并且掺杂层厚度的改变对器件的电子注入影响很小。该方法可用于OLED器件的阴极修饰,对器件性能的提升将起到一定的促进作用。

CaCl2溶液能否鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的实验探究

针对＂CaCl2溶液能否与NaHCO3溶液发生化学反应＂以及＂CaCl2溶液能否用于鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液＂这两个问题展开探究。实验发现：CaCl2溶液能与NaHCO3溶液反应,生成白色沉淀和无色气体。由此推测其反应的化学方程式为CaCl2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋H2O＋CO2↑＋2NaCl。由于不同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别与CaCl2溶液反应的实验现象存在差别,因此可利用CaCl2溶液来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。

Na2CO3处理HZSM-5分子筛在线催化生物质热解焦油的研究

用不同浓度Na2CO3溶液处理HZSM-5分子筛,采用X射线衍射(XRD)、N2吸脱附测试(BET)、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)表征改性前后的分子筛。利用改性前后的HZSM-5在两段式固定床反应器上进行生物质热解产物在线催化试验,并对得到的生物油有机相进行理化特性和组成成分分析。结果表明,经过Na2CO3溶液处理后的HZSM-5分子筛介孔孔容和外比表面积增加,同时保留HZSM-5的MFI结构并改变分子筛的酸分布。随着Na2CO3溶液浓度的增加,生物油有机相产率和运动黏度不断减小,含氧化合物和羰基类化合物含量先减小后增加。经3 mol/L的Na2CO3溶液处理后的HZSM-5分子筛制得的生物油中,有机相热值达到35.3 MJ/kg,烃类物质含量达到46.27%,含氧化合物和羰基类化合物含量分别减少了27.6%和41.7%。

CO3^2-对Q235钢在土壤中腐蚀行为的影响

利用极化曲线技术、电化学阻抗测试技术等方法,研究了CO32-对Q235钢在土壤中腐蚀行为的影响.实验结果表明,CO32-对Q235钢腐蚀的影响显著.Q235钢的腐蚀速率随土壤中CO32-含量的增加,Q235钢在土壤中的腐蚀速率也增加,当CO32-的质量百分含量增加到0.28%时,腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随着CO32-含量增加而减小,最后趋于一稳定值15μA.cm-2左右.

添加Na2CO3对尿素作还原剂的选择性非催化还原工艺影响的实验研究

在自行研制的试验台上对尿素作还原剂及Na2CO3作添加剂的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝工艺进行实验研究,并对NOx的各种成分进行分析。无添加剂时,在800～975℃范围内,随温度的升高NO的浓度先降低后升高,N2O的浓度先升高后降低,转折点为900℃。随着氨氮比η的增大,NO的去除率增大,N2O的浓度随之升高,900℃下NO去除率在氨氮比为2.0时,高达90.46%,但总NOx去除率受N2O的影响要低得多。有Na2CO3作添加剂时,随着Na2CO3添加量的增大,N2O的浓度逐渐减小,NO的浓度在较低温度时先减小后增大,较高温度时一直增大,但变化幅度要比N2O小。Na2CO3作添加剂去除了N2O,且没有对NO的去除形成很大影响,在氨氮比为1.5时,900℃条件下可将总NOx去除率从30%提高到70.45%。Na2CO3作添加剂对工艺的影响是产生活性基元和去除尿素分解生成的HNCO联合作用造成的,但会引起烟气变为碱性。

金属有机框架衍生的高性能锂离子电池负极Co3O4/C复合材料（英文）

为克服Co3O4负极材料导电率低、循环稳定性差的缺点,选择Co2(NDC)2DMF2(NDC=1,4-萘二甲酸根)为前驱体采用两步煅烧工艺,制备了具有高碳含量的Co3O4/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对样品进行了表征。采用热重分析法(TGA)测定了Co3O4/C中非晶态碳的含量。作为锂离子电池的负极材料,Co3O4/C具有高的可逆比容量、优异的循环性能(在200mA·g^-1的电流密度下,循环200圈后放电比容量稳定保持在1000mAh·g^-1)和良好的倍率性能(在100、200、500、1000和2000mA·g^-1的电流密度下,放电比容量为分别1076.3、976.2、872.9、783.6和670.1mAh·g^-1)。材料优异的电化学性能归结为有机配体衍生的高含量非晶态碳的导电和缓冲作用有利于电子的快速传递并有效减缓了金属氧化物充放电过程中的体积膨胀。

Co3O4/C纳米纤维锂离子电池负极材料性能研究

采用优化的静电纺丝方法结合控制热解法制备出一维Co_3O_4/C纳米纤维,前驱纳米纤维均匀光滑,其纤维直径大约为200 nm左右,经退火处理后Co_3O_4颗粒镶嵌于碳纤维中。通过X射线衍射(XRD)表征,发现该Co_3O_4结晶完整且无杂质。室温下用蓝电电池测试系统(CT2001A)测试其倍率性能和循环性能,首次放电比容量高达1314. 5 m Ah·g^(-1)。分别以0. 1 C、0. 5 C、1 C、2 C、5 C、10 C、15 C和0. 1 C的倍率进行充放电测试,其对应比容量分别为633 m Ah·g^(-1)、535 m Ah·g^(-1)、398 m Ah·g^(-1)、252 m Ah·g^(-1)、157 m Ah·g^(-1)、86 m Ah·g^(-1)、49 m Ah·g^(-1)和643 m Ah·g^(-1),表现出良好的倍率性能。在倍率为0. 5 C下测试其循环性能,50次循环后充电比容量为494 m Ah·g^(-1),容量保持率为88. 2%; 200次循环后比容量仍能达到300 m Ah·g^(-1),显示出优异的循环性能。这一优异的电化学性能归因于一维CNF网状结构的抗应力缓冲作用。

Na2CO3-H2O体系人工流体包裹体中CO3^2-离子的显微拉曼光谱研究

本实验利用显微激光拉曼光谱技术,采用可视融合SiO2毛细管样品,在室温(293K)下,针对200cm-1～4000cm-1光谱区间,原位采集了Na2CO3-H2O体系水溶液包裹体的拉曼光谱.并且,在分析包裹体特征拉曼光谱基础上,对流体包裹体中的CO23-离子浓度开展定量分析工作.实验结果显示,水溶液包裹体中CO23-离子具有明显的拉曼特征峰,且其特征峰强度随离子浓度的增加而增强.对CO23-离子的定量分析结果,揭示CO23-离子特征峰的强度参数(I)———CO23-离子特征峰和水O-H伸缩振动特征峰面积比———与CO23-离子浓度(c(CO23-))之间存在函数关系:c(CO23-)=-1244(I)2+132.4(I)+0.042;同时,也证实水是盐水体系水溶液包裹体拉曼定量分析的合适内标,其与检测物的拉曼强度比是具有定量分析价值的参数;此外,还反映排除主矿物拉曼信号干扰,准确获取CO23-离子拉曼特征峰有助于流体包裹体中CO23-离子的精确定量.此次研究结果表明显微激光拉曼光谱技术能够有效应用于水溶液流体包裹体中CO23-离子的定量分析,其不失为流体包裹体成分定量分析的一种实用手段.

Co3V2O8催化剂的合成表征及其催化性能研究

采用共沉淀法制备了Co3V2O8催化剂,并对催化剂进行了BET、XRD、H2-TPR、XPS、和TEM等技术表征,研究了其丙烷氧化脱氢(ODH)制丙烯反应的催化性能。H2-TPR和XPS实验结果表明,Co3V2O8催化剂中晶格氧可以较容易转换成可动氧物种(即未完全还原氧物种),使催化剂内各种价态的钒之间易于进行氧化还原反应并形成氧缺位,催化剂的表面含有较多未充分还原氧物种O-和V4+物种。催化活性结果显示,在425℃和475℃,丙烯选择性分别为49.45%和33.74%,表现了较好的催化性能。

花状Co3O4微球的制备及其对碱性品红的吸附性能研究

通过调节溶剂热合成工艺制备了两种花状中空四氧化三钴(Co3O4)微球,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、氮气吸附脱附仪、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、红外光谱仪(FT-IR)等手段对Co3O4微球的形貌、尺寸、晶形结构、孔性能等进行了表征。结果表明,两种微球尺寸均为微米级,Co3O4晶体结构为立方相尖晶石结构;两种微球的比表面积分别为26.77和2.51m2/g。两种Co3O4微球对污染物碱性品红的吸附性及解吸再利用性的研究结果显示,Co3O4微球对碱性品红的最大饱和吸附量为2.7mg/g,且重复再生循环6次后,吸附效率仍保持在60%以上。

Co3O4-GO复合材料的制备及其光催化降解孔雀石绿

以硝酸钴Co(NO3)2·6H2O和氧化石墨烯(GO)为原料,采用水热、煅烧方法制备了不同形貌的Co3O4-GO复合材料。合成材料的结构以及形貌通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征;结果表明,不同形貌的Co3O4均匀地分散在GO上。以Co3O4-GO复合材料作为光催化剂催化降解孔雀石绿溶液,探讨催化剂用量、染料溶液初始质量浓度、溶液pH等条件对脱色率的影响。结果表明,在催化剂用量2 mg/L、孔雀石绿初始质量浓度15 mg/L、pH=2、紫外灯光照120 min时,Co3O4-GO复合材料脱色率达到93.64%。

用于超级电容器的层状Co3O4/Ti纳米片柔性电极及其低电荷转移电阻（英文）

采用水热合成法,在Ti网上原位生长多孔层状Co3O4纳米片,并优化了电荷转移电阻。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物的结构、形貌进行表征,及对电极的电化学性能进行测试。结果表明,材料是由排列良好的微米矩形二维薄片组成,且具有均匀的孔隙分布。这种独特的微纳米结构的超级电容器电极材料降低了电极的电荷转移电阻,增强了活性物质的结构稳定性,从而提高了电极的电化学性能,在电流密度为100 mA·g^-1时,电极循环1 000次后,电容保持率为91.8%,电荷转移电阻(Rct)为0.29 Ω。这些显著的超电容性能归因于合理的二维层状结构在柔性基底钛网上的生长及柔性Co3O4/Ti电极活性材料的高利用率。

Co3V2O8/石墨烯复合负极材料的合成及其储锂性能

以石墨烯为基底,CoCl2·2H2O和NH4VO3为原料,采用水热结合热处理方法合成了Co3V2O8/石墨烯复合电极材料;采用XRD、Raman、XPS、SEM、(HR-)TEM和恒电流充放电等对材料进行了结构表征与电化学性能测试。结果表明:Co3V2O8/rGO复合材料表现出优异的放电比容量、优秀的倍率性能和稳定的循环性能(当电流密度为200 mA·g^-1,经过100次循环后,可逆放电比容量为1208 mAh·g^-1);Co3V2O8/rGO电极材料表现出优异的倍率和循环性能可以归因于:独特的石墨烯包覆结构可以有效地提高材料的导电性和增强结构的稳定性、缓解Co3V2O8粒子在循环过程中的聚结和膨胀现象;此外,Co3V2O8纳米颗粒均匀地嵌在石墨烯层间防止了石墨烯片层间的堆叠。

Ag2CO3/EG复合材料增强可见光催化性能和稳定性

采用沉淀法制备了Ag2CO3/膨胀石墨(EG)复合材料,以降解四环素(TC)溶液为模型反应,考察了该材料的光催化活性,并通过XRD和SEM对复合材料结构进行了表征。实验结果表明,Ag2CO3以棒状的结构沉积在大比表面积EG的片层上,证明了样品在可见光范围内具有较高的吸附能力。在最佳条件下,80 min后TC的降解效率可达97.4%。对催化剂的循环测试表明,Ag2CO3/EG复合材料重复使用5次仍具有较高的光催化效率。

Co3O4@MnMoO4复合电极材料的制备及其超级电容性能研究

采用两步水热法制备了以泡沫镍作为基底的Co3O4@MnMoO4复合材料,利用SEM、TEM、XRD、比表面积分析仪分别对材料的形貌、尺寸和结构与纯Co3O4纳米棒团簇进行了对比。在2.5 mAcm^-2的电流密度下,Co3O4和Co3O4@MnMoO4作为电极时的比电容分别为436和663.75 F/g。与Co3O4纳米棒团簇相比,Co3O4@MnMoO4复合材料具有更好的电容性能和良好的超级电容器应用潜力。这是由于其具有比Co3O4纳米棒团簇更高的电子/离子转移速率、更多的电活性反应位点和更大的电解质浸润面积。