醋酸盐体系无焰燃烧合成LiMn_2O_4及性能研究

以醋酸锂和醋酸锰为原料,浓硝酸为辅助氧化剂,在温度600℃、时间3 h下采用无焰燃烧合成尖晶石型Li Mn2O4锂离子电池正极材料,研究了不同浓度硝酸对制备尖晶石型Li Mn2O4的影响.通过XRD和SEM分别研究了产物的物相组成及微观形貌;通过电性能测试研究了产物的比容量变化.实验结果表明,当n(Li)∶n(Mn)=1∶2(mol/mol)时,可得到Li Mn2O4单相,硝酸浓度对燃烧产物颗粒影响也较大;硝酸浓度为15 mol/L时产物初始放电比容量为112.1 m Ah/g,40次充放电循环后,放电比容量为99.0 m Ah/g,容量保持率为88.3%,具有较好的容量及存储性能.

红色荧光粉Mg_2TiO_4∶Mn^(4+)的制备及发光性能

采用高温固相反应成功地制备出Mn^(4+)激活的Mg_2TiO_4∶Mn^(4+)红色荧光粉,并对它的结构及发光性能进行了测试表征.实验结果表明:合成的样品能被270~570 nm的紫外光和蓝光有效地激发,产生很强的红光发射.样品的主发射峰位于660 nm左右,这对应于Mn^(4+)的2E2→4A2跃迁.通过Mn^(4+)掺杂浓度的调控,优化了Mg_2TiO_4∶Mn^(4+)的发光性能.最后将优化后的Mg_2TiO_4∶0.002 5Mn^(4+)荧光粉和YAG涂覆于~465 nm发射的Ga N芯片上,制作成暖白光发光二极管(LED).该LED器件表现出很强的暖白光发射.

液相无焰燃烧合成LiNi_xMn_(2-x)O_4(x≤0.10)及电化学性能研究

采用液相无焰燃烧法一步合成了一系列LiNi_xMn_(2-x)O_4(0≤x≤0.10)正极材料。通过XRD、SEM和电化学测试分析了所合成样品的结构、微观形貌和电化学性能。结果表明,所有合成的LiNi_xMn_(2-x)O_4正极材料都是尖晶石型LiMn_2O_4结构。LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在1C、循环500次后的放电比容量最高为79.3mAh·g^(-1)。CV测试显示,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4在循环500次后的氧化还原电位差最小,仅为0.18V,这说明其电化学极化较弱且有良好的电化学可逆性。EIS测试表明,在所有的样品中,LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4样品的活化能(Ea)最小为23.81KJ·mol^(-1)。故掺杂适量的Ni离子能够有效改善锂离子电池正极材料的循环可逆性和电化学性能。

高电压LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料改性对动力学性能影响的研究进展

尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料以其高电压平台、高能量密度和功率密度和环境友好等优点,近年来成为很有前景的正极材料。简述了高电压正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的结构、温度对结构的影响、结构判断和制备方法,详细综述了LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的体相掺杂和表面包覆改性对其电荷转移电阻和扩散系数的影响及性能的影响,展望了尖晶石型LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料的发展趋势。

MPCVD制备金刚石膜的形核与生长过程

简要介绍了金刚石膜的物理化学特性及应用领域。对比分析了主要化学气相沉积方法的优缺点,并指出MPCVD所面临的技术瓶颈。总结了反应腔体内压强、基片温度、基体材料及增强形核技术对金刚石膜形核过程的影响。较低腔体内压力、基片温度,高碳源浓度及等离子体预处理能有效提高形核密度。阐述了各过程参数对金刚石膜生长的影响和微米、纳米、超纳米金刚石膜的技术特点及应用。指出各类金刚石膜制备所面临的技术难题,并综述了解决该技术瓶颈的最新研究工作。

辉钼矿微波氧化焙烧法制备三氧化钼

为研究微波焙烧辉钼矿的可行性及氧化焙烧机理,选取品位为64.68%的高品位辉钼矿进行介电特性、微波焙烧工艺以及物相演变规律研究。采用谐振腔微扰法分析辉钼矿介电特性;采用XRF、XRD及SEM等分析手段分别对样品的成分、物相、微观形貌等进行表征。结果表明,辉钼矿为强吸波物质,焙烧过程中微波选择性地优先加热MoS_(2)和FeS;最佳工艺条件为焙烧温度550℃、保温时间120 min、物料厚度<4 mm;在最佳工艺条件下,焙烧产物中Mo的含量达到84.25%,产物物相为MoO_(3),焙烧过程中,物相变化遵循MoS_(2)→MoO_(2)→MoO_(3)的规律。该研究可为辉钼矿氧化焙烧提供新思路。

硼族元素掺杂尖晶石型锰酸锂改性的研究进展

硼族元素(B、Al、Ga、In、Tl)位于周期表第三主族,其离子可通过掺杂取代尖晶石型LiMn_2O_4中部分Mn^(3+),增强其结构稳定性,从而改善尖晶石型LiMn_2O_4的电化学性能。综述了历年来硼族元素单离子掺杂和复合掺杂对尖晶石型LiMn_2O_4结构和电化学性能的影响,展望了硼族元素掺杂在尖晶石型LiMn_2O_4的发展前景。

液相无焰燃烧法制备尖晶石型LiNi0.08Mn1.92O4及其电化学性能

通过液相无焰燃烧法制备了尖晶石型LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4正极材料,采用XRD、SEM、循环伏安、交流阻抗及恒电流充放电测试等手段,分析了温度对产物晶体结构、微观形貌及电化学性能的影响。XRD结果表明掺Ni后的LiMn_2O_4仍为单一的尖晶石结构物相。SEM结果表明Ni掺杂改善了材料的形貌,稳定了材料的结构。电化学测试表明:700℃制备的LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4电化学性能较优,在1C下初始放电比容量为105.0mAh·g^(-1),Rct值最小为135.6Ω,表明在电化学反应期间锂的嵌入和脱出引起的动力学阻抗最小;在0.5C^10C倍率循环中,700℃的样品比容量恢复率明显要高于其他温度的样品,表现出较好的循环可逆性和倍率循环稳定性。

Ni掺杂层状LiMnO_2的改性研究进展

层状锰酸锂(LiMnO_2)具有比容量高、循环性能稳定等优点,已成为锂离子电池新的发展方向。综述了近年来镍(Ni)及其多元素掺杂LiMnO_2正极材料的研究进展,并对LiMnO_2的合成与制备方法进行了概述,重点概括了单元Ni掺杂及Ni多元复合掺杂等对LiMnO_2电性能的影响。

MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化水解HCFC-22和CFC-12的研究

氟利昂无害化与资源化处理技术已成为当今环保领域的研究热点.采用混合沉淀过饱和浸渍法制备MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂.将氟利昂通入以石英砂为催化剂填料载体的催化反应床中,利用管式炉加热,进行催化水解实验.从水解温度、水蒸气体积分数等反应条件考察了MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂对CHClF_2(HCFC-22)和CCl_2F_2(CFC-12)降解效果的影响.结果表明,500℃焙烧的MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸在相同的条件下催化水解HCFC-22和CFC-12,HCFC-22的降解率高于CFC-12,HCFC-22比CFC-12容易水解.两者的主要水解产物均为CO、CO_2、HF和HCl.被吸收后的产物为氟离子和氯离子,成分简单,经简单处理可被回收利用.反应60 h后HCFC-22和CFC-12的降解率仍维持在70%以上.由此可见,MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂催化水解HCFC-22活性高且稳定性好.XRD和SEM表征表明,MoO_3/ZrO_2-TiO_2催化剂的主要结构为四方晶相的Zr(MoO_4)2掺杂锐钛型的TiO_2.

KOH活化法制备活性碳及其应用研究

以滇朴为碳源,通过化学活化法成功制备出高性能的活性碳材料.并对其结构、形貌及性能进行了表征.SEM照片结果表明,利用KOH活化而得到的活性碳材料仍然保留了滇朴的纤维结构.通过KOH活化处理,活性碳材料中存在大量的芳香环,石墨微晶结构变多.BET结果证明活化后的活性碳材料含有丰富的微孔结构,孔径约为3.5 nm.利用此类活性碳材料对卷烟主流烟气成分进行吸附实验,KOH活化的活性碳对烟气中有害成分表现出更好的吸附性能.

微波对褐煤介电特性及干燥的影响

为研究微波干燥褐煤的可行性,选取云南昭通褐煤进行试验研究,采用微波介电特性变温测试系统研究褐煤介电特性及微波穿透深度随表观密度的变化。结果表明,褐煤介电特性与表观密度成正相关,穿透深度与表观密度成负相关,同时拟合得到褐煤表观密度与介电特性、微波穿透深度的关系式。采用微波干燥系统对不同功率和质量下的褐煤升温特性进行研究。结果表明,微波可以在1min内将褐煤升温至100℃,最大干燥速率为0.198(g/g db)·min-1,微波加热过程中,温度变化表现出3个阶段:快速升温阶段、恒温阶段、减速升温阶段。褐煤升温至100℃前,物料的质量和功率对升温速率影响不大,100℃之后,褐煤的升温速率随着功率的增加而增大,随物料质量增加而减小;通过微波干燥与常规干燥对比,发现当褐煤完全干燥时,微波干燥用时17min,常规干燥用时320min,微波干燥明显优于常规干燥。

微波辅助液相燃烧法制备钼掺杂LiMn_(2)O_(4)正极材料研究

采用微波辅助液相燃烧法制备了一系列LiMo_(x)Mn_(2-x)O_(4)(x=0,0.01,0.03,0.05)正极材料,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能。XRD和SEM数据表明,掺杂钼不会改变尖晶石型锰酸锂的结构,但能够提高材料的结晶性,掺杂钼后的样品颗粒分散均匀,形状更为规整。电化学性能测试结果表明,x=0.01时,样品的性能最佳,在室温、1C的放电条件下,LiMo_(0.01)Mn_(1.99)O_(4)的首次放电比容量可达116.9mAh/g,高于纯锰酸锂的首次放电比容量(108mAh/g)。由此可见,适量钼的掺杂能够改善锰酸锂材料的结晶性,并提高材料的首次放电比容量。

微波液相无焰燃烧法超快制备尖晶石型锰酸锂

本文利用微波液相无焰燃烧反应,从而获得纯度与结晶度好的尖晶石型锰酸锂材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、恒电流充放电循环测试和循环伏安(CV)对所合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了分析表征。该材料的X射线衍射峰与尖晶石型锰酸锂一一对应,不存在其他杂质峰,表明该材料为纯相。从SEM显微图片可以看出,该材料主要为多面晶体结构。室温下1C恒流充放电,微波合成样品的初始放电比容量达到了119.3mAh/g,100次循环后仍然能放出89.2mAh/g的容量,容量保持率为74.8%。

计时电流法电沉积制备Ni-S镀层及在锂离子电池上的应用

以硫代硫酸钠为硫源,利用计时电流法采用三电极体系电沉积制备出了Ni-S镀层.经XRD和EDS分析,该Ni-S镀层为Ni_3S_4,同时也存在少量的单质硫,形成Ni_3S_4/S复合物.从SEM图上可以看出该复合物镀层为微米颗粒组成的像树皮状结构.Ni_3S_4/S复合物作为锂离子电池负极,首次放电比容量可达975.1m Ah/g,50次循环后容量保持率只能达到48.95%.

纳米片组成CuS微球的制备及在锂离子电池中的应用

在不使用表面活性剂也不利用模板的情况下,利用水热法合成出了由纳米片组成的CuS微球.从SEM图上可以看出纳米片的厚度在4~21 nm范围内,微球的大小在1~2μm之间.原料硫脲和硝酸铜的摩尔比对CuS微球大小和形状有影响,摩尔比越大,组成微球的纳米片越厚.纳米片组成的CuS微球用作锂离子电池材料,表现出高的放电比容量,612.9 m Ah/g,但是衰减非常严重,在循环5次后,容量仅为46.6 m Ah/g.

FeSO_4掺杂蒙托石的制备及在烟气吸附上的应用研究

成功地制备出一系列FeSO_4掺杂的蒙托石样品,并对其结构及性能进行表征.在不同后处温度下,样品均保持蒙托石的多孔骨架线结构.N2等温吸附曲线结果进一步表明,在不同后处理温度下,该系列样品均保留了丰富的微孔结构,孔径大小约为3.5 nm.将所改性过的蒙托石样品对卷烟主流烟气成分进行检测,结果表明我们的样品对烟气中大量有害物质(例如苯酚)具有很好的吸附能力.

微波对褐煤提质干燥技术的研究现状及展望

梳理了微波对褐煤提质干燥技术的现状,论述了褐煤的性质特点,分析了微波对褐煤提质干燥技术原理及特点,重点介绍微波对褐煤提质干燥技术的研究进展,并对微波技术在褐煤洁净转化方向做了展望.褐煤属于低阶煤,具有高水分、低碳、低热值等特点,不能经济地进行开采应用,对褐煤提质是改变其自身价值的关键步骤,其中高水分是对褐煤应用的最大阻碍,因此对褐煤的提质干燥是褐煤应用的基础.采用微波辐照的方法对褐煤进行提质干燥,是一种全新的褐煤干燥方法,较常规干燥具有清洁、环保、高效、节能的优势,符合企业洁净化生产需求.