电沉积法制备Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极及储能特性研究

本文采用两步电沉积技术,以泡沫铜为基底,原位制备了Cu(OH)_(2)/镍钴双金属硫化物(Ni-Co-S)复合电极材料。先采用恒电流沉积技术将泡沫铜表面氧化,得到Cu(OH)_(2),泡沫铜同时作为电极基底和铜的唯一来源,再通过恒电位沉积,将Ni-Co-S均匀覆盖在Cu(OH)_(2)表面。Cu(OH)_(2)一方面作为活性电极组分参与氧化还原反应,同时作为底层材料,为顶层Ni-Co-S的沉积提供较大的沉积空间,进而形成了更丰富的电化学活性位。基于这种原位电沉积技术以及Cu(OH)_(2)与Ni-Co-S组分的协同作用,Cu(OH)_(2)/Ni-Co-S复合电极表现出增强的赝电容特性,在2mA·cm^(-2)的放电电流密度下,比容量为4.88 F·cm^(-2),库伦效率为88.12%,5000次充放电循环后,比容量保持在初始值的86.38%。

pH值对沉淀法制备Cu_2(OH)_3Cl-CuO超细粉体催化活性的影响

超细粒子因其具有明显的体积效应和表面效应，在催化、功能材料等领域得到了广泛的应用［１～３］，这在一定程度上促进了其制备科学的发展。超细粒子的制备方法较多，通常分为物理法、化学法和综合法三大类。其中化学沉淀法是一种最经济、最常用的制备超细氧化物粉体的方法。目前，采用沉淀法制取ＣｕＯ系列催化剂多以Ｃｕ（ＮＯ３）２ 为原料，而以其它二价铜盐为原料来考察制备条件对所得粉体催化活性影响的研究报道尚少［４，５］。为此，我们以ＣｕＣｌ２ 为原料，采用沉淀法制备ＣｕＯ 催化剂，结果意外地得到了一种对分解Ｈ２Ｏ２ 具有极高催化活性的Ｃｕ２（ＯＨ）３Ｃｌ－ＣｕＯ超细粉体，并发现反应液ｐＨ 值是控制该粉体物相、粒子大小及催化活性的关键。此结果为Ｃｕ 系催化剂的研究、开发，特别是对Ｏ２

叶状Cu(OH)_2的合成及其向带有纳米孔的CuO的转化(英文)

通过乳液界面反应法,用以Span80(sorbitan monooleate)作为稳定剂的乳液体系控制合成了叶状Cu(OH)2单晶.通过热处理,可以得到表面有纳米孔的CuO,且保持了原有的叶状形貌.通过X射线衍射(XRD)、Fourier红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测了其形貌和结构特征.实验结果表明,叶状Cu(OH)2为单晶,且沿[111]晶面定向生长.孔的形成是由于相转变过程中Cu(OH)2失去H2O分子所致.通过观测不同反应时间产物的形貌,深入探讨了叶状Cu(OH)2纳米结构的组装机理.整个组装过程是由能量高的颗粒状纳米粒子通过端部取向连接定向生长而得到能量相对较低的叶状结构.并且得到的CuO的紫外光谱相对于其块体材料发生了蓝移,显示出比较大的禁带宽度.

纳米Cu(OH)_2分解温度对CuO粒度的影响

以CuSO4·5H2O和NaOH为原料，采用沉淀法制备得到Cu（OH）2纤维，再进行Cu（OH）2的分解反应．考察了在不同实验条件下温度对Cu（OH）2热分解过程的影响．结果表明：在反应温度20℃，反应终点pH值为12，搅拌速度为1200r·min^-1，NaOH溶液的滴加速度为50mL·min^-1 的反应条件下，得到的样品为纳米Cu（OH）2纤维，其直径为10-30nml、长度为1～6μm；在固相纳米Cu（OH）2热分解制备CuO过程中CuO粒径随温度的升高而增大，在温度不超过200℃时CuO的粒径约为20nm左右；在液相中先沉淀后升温时，产物的形貌为球形，CuO粒径随温度的升高而增大，低于80℃可得到纳米级的CuO．

掺杂Cu(OH)_2纳米微粒聚电解质多层膜的摩擦磨损行为研究

采用分子沉积技术在石英和单晶硅基底上交替吸附带相反电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)制备出初始聚电解质多层膜,在聚电解质多层膜上吸附Cu2+且与磺酸根键合于碱性溶液中水解,在聚电解质内原位生成Cu(OH)2纳米微粒,通过多次吸附-水解循环原位生成掺杂Cu(OH)2纳米微粒聚电解质多层膜.采用紫外可见吸收光谱、原子力显微镜及透射电子显微镜分析原位生成Cu(OH)2纳米微粒前后多层膜的结构与形貌,采用LKDM-2000型摩擦磨损试验机评价多层膜的摩擦磨损性能.结果表明:与初始多层膜相比,含Cu(OH)2纳米微粒聚电解质多层膜的摩擦系数有所提高,且随法向载荷的增加变化较平稳;聚电解质多层膜表现出较好的耐磨性,这是由于聚电解质多层膜内的纳米微粒提高了承载能力;薄膜的磨损机理主要为粘着磨损,由于纳米微粒的存在,可以减轻其塑性变形和粘着磨损.

CuO/Cu_2(OH)_3Cl的制备及其光催化降解染料光谱性能研究

以CuCl2和NaOH为原料、微波液相加热法制得CuO/Cu2(OH)3Cl粉体作为光催化剂,XRD和FTIR进行了表征。用光度分析法测定了不同光源、溶液的酸度、催化剂的用量、光照时间等条件对染料脱色率的影响。结果表明,用太阳光作为光源照射4h,溶液的酸度为pH8,CuO/Cu2(OH)3Cl的用量为40 mg/50 mL,氨基黑、靛蓝二磺酸钠等染料脱色率达到90%以上。加入Fe3+,H2O2等其他物质可提高染料的脱色率。通过红外光谱和紫外光谱分析,表明染料分子在催化剂和光照条件下发生了降解。

纳米Cu(OH)_2/SiO_2催化剂的制备条件对糠醛加氢反应的影响

通过共沉淀方法制备了用于糠醛加氢制糠醇的纳米Cu(OH)2/SiO2催化剂,并运用XRD和BET等手段对制备的催化剂进行表征;考察溶液的滴加方式、碱液浓度、反应温度及陈化时间等因素对催化剂催化效果的影响。结果表明,用并加法进行滴加,在碱液浓度2.8 mol/L、陈化时间1 h、制备温度30℃和搅拌速率400 r/min的条件下,制得的催化剂表现出较高的加氢性能,糠醛转化率为97%,糠醇选择性达96.6%。

复合光催化剂Cu_2(OH)PO_4/Ni(OH)_2的制备及其光催化性能

采用水热合成法在Cu2(OH)PO4表面原位沉积Ni(OH)2,制备异质结型的复合光催化剂Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2;利用X线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等,对其相结构、光吸收性能和微观形貌进行表征.结果表明:该复合光催化剂具有良好的紫外光吸收特性,是一类新型的光催化剂.复合光催化剂在紫外光下可以有效降解亚甲基蓝(MB)溶液,当Cu2(OH)PO4与Ni(OH)2的摩尔比为0.2时,Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2具有最大催化活性.根据光催化中加入不同活性物种牺牲剂的实验,推测该异质结型材料光催化过程中光生载流子的传输方向及活性物种.Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2的催化活性增强主要归结为复合时在两者之间形成有效的异质结,结区的内建电场能够促进光生载流子的分离,同时·OH和h+在光催化降解过程中是主要的活性物种.

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米线的制备及其电化学性能

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线。利用XRD、FE-SEM、TEM和HRTEM对样品的结构和表面形貌进行了表征,并对其作为锂电池正极材料的电化学行为进行了研究。电化学性能测试表明,Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线电极具有较高的开路电压和较大的放电容量。

在Cu_2(OH)PO_4催化剂上温和条件下H_2O_2对醇类化合物的催化氧化

考察了以水热合成方法制备的羟基磷酸铜Cu2(OH)PO4为催化剂、过氧化氢为氧化剂在不同醇类化合物上的催化氧化反应.实验结果表明,羟基磷酸铜在反应中显示出良好的转化率和选择性,特别是对伯醇类化合物和分子动力学直径较大的醇类化合物的催化氧化有明显优势.研究了反应时间、反应温度、过氧化氢的浓度、催化剂的用量等条件对反应物的转化率和产物选择性的影响.

三维g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片的制备及其光催化还原CO_(2)性能

为了改善g-C_(3)N_(4)光催化还原CO_(2)过程中的气体传质、吸附和光生电荷分离效率,分别从泡沫孔结构构筑和构建异质结两方面进行光催化材料设计。采用表面活性剂发泡法制备g-C_(3)N_(4)泡沫(g-C_(3)N_(4)Foam),以此为基体通过化学镀铜和氢氧化处理制备g-C_(3)N_(4)泡沫负载Cu(OH)2纳米片(Cu(OH)_(2)/CNF)复合材料,对其结构和光催化性能进行分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)Foam和Cu(OH)_(2)/CNF均展现出发达的三维微米孔网络结构,这种结构可从动力学层面优化CO_(2)在气-固催化反应中的传质和吸附,使CO_(2)吸附容量分别达到3.97 cm^(3)/g和3.59 cm^(3)/g,为g-C_(3)N_(4)粉末的2.96倍和2.68倍;同时,Cu(OH)_(2)/CNF样品中还形成大量二维Cu(OH)_(2)纳米片结构,不仅可以拓宽复合材料的光利用范围,还可通过g-C_(3)N_(4)/Cu(OH)_(2)异质结的构建促进光生电子向Cu(OH)_(2)表面转移,提升光生电荷分离效率;制备的Cu(OH)_(2)/CNF复合样品CO产率达到11.041μmol·g^(-1)·h^(-1),为g-C_(3)N_(4)Foam和g-C_(3)N_(4)粉末样品的2.76倍和6.83倍。

Cu/TiO_2-NiO上光促表面催化CO_2和H_2O合成CH_3OH反应规律

采用溶胶-凝胶法制备了n(电子型)-p(空穴型)复合半导体材料0.5%Cu/TiO2-2.0%NiO(w),利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis)、程序升温脱附(TPD)技术对材料结构、吸光性能、化学吸附性能进行了表征,研究了该材料对CO2和H2O合成CH3OH的光促表面催化反应(PSSR)规律.结果表明,所制备材料能够明显促进目的反应,室温条件下即有CH3OH生成.在200℃下,由于光-表面-热的协同效应,CO2转化率得以提高,且CH3OH的选择性达到87.5%.根据实验结果,得出CO2在材料表面的卧式吸附态为CH3OH的前驱物,并对PSSR机理进行了讨论.

SnO_2-Cu_2(OH)_3NO_3-CuO复合超细粉体的制备及其对AP热分解催化作用

通过水热法合成了SnO2-Cu2(OH)3NO3-CuO、Cu2(OH)3NO3-CuO及SnO2超细粉体,采用XRD、FTIR、TEM和SEM等分析手段对水热产物的物相组成、形貌、粒径进行了分析表征,并考察了它们对AP热分解的催化性能。DSC测试结果表明,水热法合成的SnO2-Cu2(OH)3NO3-CuO复合超细粉体,对AP的热分解催化效果显著,当其添加量为3%时,能使AP的高温热分解峰温降低155℃左右。

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米线的制备及光吸收性能

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线。采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品的组成和表面形貌进行了表征,结果显示:Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线直径约80 nm,长度达到几个微米。对纳米线形成机理研究表明:该纳米线的形成主要取决于反应温度和反应体系pH值等因素。紫外-可见光吸收测试显示Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米线具有较宽的紫外-可见光吸收范围,计算其带隙宽度为1.94 eV。

微波辅助纳米Cu(OH)_2/ZnO复合材料的合成与光催化研究

以乙酸锌、氢氧化锂、氯化铜为原料,采用微波辅助加热溶胶-凝胶法制备了不同尺寸的ZnO和Cu(OH)2/ZnO复合型光催化剂,并用XRD、UV-Vis、HR-TEM、IR和SAED对其进行了表征。采用15 W的紫外灯和室外可见光作为光源,活性艳蓝X-BR为光催化反应模型污染物,研究了在各种不同制备条件下ZnO以及Cu(OH)2/ZnO的光催化性能。实验结果表明,在温度50℃下反应10 min,所合成的ZnO粒径最小,为2.59 nm,蓝移现象最明显,说明其光催化活性最佳。在紫外光下,对浓度为40 mg?L?1的活性艳蓝X-BR溶液进行光催化降解,当降解时间为100 min时,光降解率可达到78%。所制备的Cu(OH)2/ZnO(铜锌质量比3:7)复合材料其分散性最好,团聚现象最小。对浓度为40 mg?L?1的活性艳蓝X-BR溶液进行光化学降解,当降解温度为120℃时,光降解率可达到84%。

激光溅射Cu等离子体与气相C_2H_5OH团簇的反应

用激光溅射-分子束技术研究了气相中Cu的等离子体与乙醇分子团簇的反应.观察到三种团簇正离子Cu+(C2H5OH)n、CuO+(C2H5OH)n、H+(C2H5OH)n和三种团簇负离子(C2H5OH)nC2H5O-、(C2H5OH)n(H2O)OH-、(C2H5OH)n(H2O)2OH-(n≤12).详细考察了在不同的载气压力下激光烧蚀等离子体作用于脉冲分子束,以及在一定的压力下等离子体作用于分子束不同位置时,对团簇产物种类和团簇尺寸大小的影响.分析了Cu+(C2H5OH)n、CuO+(C2H5OH)n、H+(C2H5OH)n、(C2H5OH)nC2H5O-、(C2H5OH)n(H2O)OH-、(C2H5OH)n(H2O)2OH-等团簇的产生机理.

稀土Nd^(3+)与Cu^(2+)掺杂非晶态纳米Ni(OH)_2材料的电化学性能

晶态氢氧化镍[Ni(OH)2]在碱性电解液中易发生相变,影响其电化学性能。文中采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备Nd3+和Cu2+复合掺杂非晶态纳米Ni(OH)2粉体材料,并对其结构形貌及物理特性进行表征分析。结果表明,制备出的非晶态Ni(OH)2样品材料,微结构含有较多结晶水,物相近似球形,粒径大小在20—30nm。对样品电极材料的电化学性能测试发现,掺杂Nd3+和Cu2+的摩尔比为2∶1时,所制备的样品材料合成镍电极,并组装成MH-Ni模拟电池,在恒电流80mA/g下充电6h,40mA/g放电,终止电压为1.0V的充放电条件下,放电比容量高达348.0mA.h/g,放电中值电压为1.2723V,同时样品电极材料的氧化还原可逆性较好,电极过程的电化学阻抗较小。电化学性能优于目前MH-Ni生产应用的晶态β-Ni(OH)2电极材料。

Cu_3V_2O_7(OH)_2·2H_2O纳米片的制备及其在锂电池中的应用

以CuSO4.5H2O和NH4VO3为原料,采用沉淀法制备了Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米片。利用XRD、FE-SEM、TG对样品的结构和形貌进行了表征,并对其作为锂电池正极材料的电化学行为进行了研究。电化学性能测试表明:Cu3V2O7(OH)2.2H2O纳米片具有较高的放电容量和良好的高温放电性能,是一类性能优良的锂电池正极材料。

水相沉淀法制备纳米片状钼铜矿(Cu_3(MoO_4)_2(OH)_2)(英文)

以硝酸铜、钼酸钠及氢氧化钠为原料,采用简单的水相沉淀法,在60℃下合成出钼铜矿(Cu3(MoO4)2(OH)2).通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、热重与差热分析、红外光谱及荧光光谱等测试手段对材料的微观结构、形貌、热稳定性及谱学特性进行表征分析.结果显示,制备的产物为结晶性良好的、至少一维是纳米的片状结构材料,属于单斜型(晶胞参数a=0.53863 nm,b=1.40006 nm,c=0.56003 nm),其元素摩尔含量比约为3:2:10,与推测的分子式完全吻合.热重与差热分析数据表明Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶具有很好的热稳定性且起始分解温度为320℃.通过软件测得的d(021)面与d(ī21)面的晶间面距分别为0.435 nm与0.358 nm,与理论值基本相符.经测量,Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶具有强的荧光性质,在激发波长369 nm的作用下在530 nm表现为强发射峰.此外,还探讨了Cu3(MoO4)2(OH)2纳米晶的形成机理.

介孔 TiO2担载 Cu(OH)2及其催化炔烃氧化偶联反应

在有序介孔TiO2中原位担载了高分散的Cu(OH)2,并将其应用于炔烃的氧化偶联(Glaser)多相催化反应,该催化剂表现出很高的催化活性.Cu(OH)2为催化剂的主要活性组分,TiO2的有序介孔和较大的比表面积有利于Cu(OH)2的分散以及反应物和产物的扩散,具有重要的应用前景.