LiFePO4/C正极材料的液相合成及电化学性能研究

尝试对共沉淀法进行改进,利用自制的加料装置合成了橄榄石型LiFePO4/C复合正极材料.应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、循环伏安(CV)以及恒电流充放电测试等方法对目标材料进行了结构表征和电化学性能测试.实验结果表明采用该法得到的样品具有单一的橄榄石结构,样品形貌规则,粒径细小均匀.改性后的材料具有较高的首放容量及良好的循环稳定性能.0.1C倍率下充放电测试表明,其首次放电比容量超过145mAh·g-1,50次循环后,容量没有明显衰减.0.2C和0.5C倍率下的平均放电容量分别为130及120mAh·g-1,循环过程中样品表现出较好的循环稳定性.

废石墨化学沉积包覆作锂离子蓄电池负极材料

以大功率石墨电极废品破碎后的微粒为“核”,以中温沥青为包覆原料,经化学沉积包覆形成“核-壳”型锂离子蓄电池负极材料。采用恒电流充放电和循环伏安等方法检测人造石墨包覆前后的充、放电性能和循环性能,以及锂在其中的嵌入脱出反应。结果表明:单颗粒核壳型包覆有效地改善了石墨界面处固体电解质相界面(SEI)膜结构,缓解了电解液在界面发生的强烈还原反应,保护了人造石墨(AG)结构、提高了AG用作锂离子蓄电池负极的充、放电性能。首次放电比容量由包覆改性前的255.5mAh/g增至305.4mAh/g,首次库仑效率则从包覆前的80.8%提高到90.2%;50次循环后放电比容量由改性前的154.1mAh/g提高至302.3mAh/g;同时,改性后的人造石墨提高了对碳酸丙烯酯(PC)系电解液的相容性。

相变材料的复合及其热性能研究

针对相变材料应用领域中对相变温度和相变焓的具体要求,采用复合的方法重点对相变材料的相变温度进行调节,复合出具有特定相变温度和较高相变焓的相变材料.论述了相变材料的复合原理,研究了4种相变材料的复合及其热性能,通过理论计算与实际测试相比较,筛选出复合物的最佳配比.研究表明:通过相变材料的复合可以调节材料的相变温度至所需要的范围,并具有较高的相变焓,可保持良好吸收或释放能量的能力.

高介电常数微波介质陶瓷材料的研究现状

综述了微波介质陶瓷材料特性、影响因素及高介电常数微波介质陶瓷材料的发展现状,讨论了提高微波介质材料性能的途径。分别介绍三类高介电常数微波介质陶瓷的研究现状,并探讨了微波介质陶瓷今后的发展趋势。

RFI工艺用环氧树脂膜的制备及其化学流变特性

为研制低成本树脂膜熔渗(RFI)工艺用环氧树脂膜,以环氧树脂E51、高温潜伏性固化剂三氟化硼单乙胺和乙二醇为原料,采用正交设计方法对配方进行优化,并通过控制预聚反应程度的方法进行合成实验。对所研制树脂膜的化学流变特性进行测试研究,结果表明,树脂膜在130℃工作温度下,最低黏度达360 mPa.s,小于1000 mPa.s的低黏度时间达32 min,凝胶时间为48 min,并且室温不粘手,可任意弯曲,适用于RFI工艺。通过不同升温速率的DSC扫描,分析了预聚原液和树脂膜的反应活化能,发现树脂膜反应活化能比预聚原液高,而且树脂膜的反应活化能随着固化度增加而增加。以双Arrhenius公式为理论基础建立了树脂膜黏度和凝胶时间的预测函数,实验结果表明二者均具有良好的适用性。根据RFI工艺对黏度的要求创立了熔渗力因子的表达方程,并通过该方程确定了理论最佳熔渗温度为128.4℃。

以亚甲基蓝为杂交指示剂的DNA电化学传感器

构建了一个以亚甲基蓝(MB)为杂交指示剂的电化学DNA传感体系:通过自组装的方式将巯基改性的单链DNA5′端(HS-ssDNA)连接到金电极表面形成Au-ssDNA,当检测体系中加入和Au-ssDNA互补的目标单链DNA(cssDNA)时,会形成一个双链DNA系统(Au-dsDNA),加入MB并通过循环伏安法检测了杂交过程中的信号变化,验证了Au-ssDNA及Au-dsDNA的形成。在4.0×10-6～1.0×10-5mol/L内,检测灵敏度随MB浓度的增加而升高,当浓度达到2.0×10-5mol/L时接近最大值。示差脉冲伏安法检测结果表明,该检测体系对目标DNA的选择性识别能力高,可区分具有单碱基错配的目标DNA序列。检测体系对目标DNA的检测灵敏度随着目标DNA浓度的增加而增加,在5.0×10-10～1.8×10-9mol/L内呈线性关系,计算所得对目标DNA的检测限为5.0×10-10mol/L。使用寿命检测表明,经过5次变性/杂交循环后,检测信号降低并接近于检测限。

相变材料及相变材料微胶囊/聚乙烯共混物的结构与性能

以正二十烷、聚乙烯和乙丙橡胶等为原料经熔融挤出,制成正二十烷含量10%～65%的共混切粒.以正十八烷微胶囊和聚乙烯为原料经熔融挤出,制成微胶囊含量10%～60%的共混切粒.采用差示扫描量热仪和熔融指数仪测试了多种组成切粒的相变性能和流动性能.切粒的热焓随相变材料含量的增高而增大,含65%正二十烷的切粒的热焓为160 J/g左右,含有60 wt%微胶囊的切粒的热焓为70 J/g左右.切粒的熔融指数随相变材料或相变材料微胶囊添加量的增高呈现指数增大或反S曲线的形式.

细菌纤维素/银纳米粒子复合多孔支架材料的制备与表征

以细菌纤维素水凝胶膜、硝酸银和硼氢化钠为原料,制备了细菌纤维素/银纳米粒子多孔复合支架,并利用扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、热失重及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,在细菌纤维素网络结构内部发现了银纳米粒子,表明银纳米粒子进入到细菌纤维素内部,形成细菌纤维素/银纳米粒子复合物;并且,银纳米粒子的粒径随着硝酸银和硼氢化钠浓度的升高而变大;银粒子的引入使细菌纤维素的链规整度有所下降,结晶度变小、力学性能下降,但材料具有了良好的抗菌性能,使其更适用于医用敷料领域。

硅烷偶联剂对复合相变材料性能的影响

为改善溶胶凝胶法复合相变材料过程中硅溶胶易团聚的问题,采用硅烷偶联剂对SiO2溶胶进行改性,提升复合相变材料的热储、放性能。用透射电镜对偶联剂改性前后SiO2溶胶进行表征;结合红外光谱仪和综合热分析仪对复合相变材料进行分析;同时将改性前后的复合相变材料应用到织物上,对其热性能进行分析对比。结果表明:通过硅烷偶联剂的改性,可减小粒子间的聚集作用,改善SiO2溶胶的分散程度;将复合相变材料整理到织物上,可使织物具有良好的热性能。

TiO_2纳米材料防紫外线涂层整理

采用TiO2纳米溶胶与增稠剂混配制成防紫外线涂层剂,并对棉织物进行涂层,通过对织物性能分析测试,比较了不同增稠剂制备的涂层剂外观颜色、粘度以及涂层效果,发现A邦浆的效果较好;TiO2纳米涂层胶的浓度视织物厚薄而定,一般为0.04～0.15mol/L,涂层织物的耐洗涤性、手感、白度和强力均较好。

石墨电极废料用作锂离子蓄电池负极材料

以双氧水为氧化剂,对人造石墨电极废料进行液相氧化修饰。由扫描电子显微镜(SEM)和布鲁瑙尔-埃利特-特勒(BET)比表面积测试结果分析可知,对石墨电极废料的轻度双氧水氧化能够起到消除表面缺陷,减少表面尖端原子的作用,结合光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析,氧化修饰可使石墨表面产生大量含氧基团,并以―COOH和―OH为主,证明氧化修饰调整了人造石墨表面官能团的类别和数量。氧化后的样品首次可逆放电比容量由氧化前的255.5mAh/g增加到322.3mAh/g,前50次的循环可逆放电比容量基本没有衰减,保持在305.8mAh/g以上,证明氧化修饰可使人造石墨电极废料达到锂离子蓄电池负极材料的要求。

热致感应型形状记忆高分子材料与纤维

介绍了热致感应型形状记忆高分子材料的机理、制备方法及其应用,重点介绍了热致感应型形状 记忆纤维的混纺和后整理生产技术及国内外研究发展状况。指出今后应大力开发热致感应形状记忆纤维的 直接纺丝生产技术,提高纤维的形变回复力及尺寸稳定性,纤维的应用前景看好。

复合材料中平纹机织物的压缩性能

针对RTM工艺中闭模时对织物造成的压缩问题,利用压缩试验对平纹机织物在受压时的厚度与纤维体积含量的变化和压缩参数进行研究,并采用CCD显微摄像仪获取了不同压缩程度下复合材料制件的横截面图像。结果表明:织物的干湿态和受压缩次数对织物的压缩性能有明显影响;织物在卸除载荷后发生部分回弹,初始织物的体积压缩性能随着压缩次数的增加而下降;从结构上看,纤维的间隙和富树脂区随着压缩程度的增大而减小,纱线的屈曲状态和横截面受压产生严重变形。

低温CoCl_2催化热处理中间相炭微球用作锂离子电池负极材料

在过渡金属化合物氯化钴参与下低温(<1000℃)处理中间相炭微球(MCMBs),制备高容量锂离子电池的炭负极材料。Raman分析和X-射线衍射分析表明,热处理后MCMBs以低温炭结构为主,但微球表面的碳微晶尺寸较内部增大;电化学恒电流测试表明,热处理后MCMBs的可逆容量明显提高,在不降低充电容量的前提下将首次库仑效率从52.2%提高至86.7%,循环性能也得到积极改善。认为热处理后MCMBs电化学性能的提高是由于低温催化热处理使得材料表面结构更加有序化,从而阻止电解液分子的进入及发生不可逆电化学反应。

关于智能材料概念的探讨

为认识智能材料明显不同的特性和更深刻地理解其内涵 ,对当前智能材料及与之相关的一些基本概念作一介绍 。

细菌纤维素／壳聚糖复合多孔支架材料的制备与表征

利用细菌纤维素水凝胶膜和壳聚糖为原料,介绍了多孔复合支架的制备方法,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、元素分析及力学性能测试对多孔复合支架的特性进行了研究。结果表明,复合多孔支架的表面孔径变大、孔隙率下降,但依然呈三维网络结构;壳聚糖的加入有可能取代水分而与细菌纤维素分子链形成分子间相互作用,使细菌纤维素的链规整度下降,结晶度指数由0.82下降至0.61;力学性能有所下降,拉伸强度从140MPa下降至134MPa;这种复合多孔支架由于具有良好的生物相容性可以应用于生物医学领域,如辅料、组织工程支架等。

制药工程专业实验教学内容建设与学生素质培养

实验教学对学生能力的培养起着重要作用,笔者在改革实验教学内容、改进教学模式以及提高制药工程专业学生综合素质等方面进行了探索研究,根据本校制药工程实验教学体系的构建提出设想和初步模式。

一种新的膜材料——聚苯硫醚

综述了聚苯硫醚 (polyphenylenesulfide简称PPS)的结构、性能和在制膜中的应用 .PPS是一种可在高温下连续使用 ,并拥有可与含氟材料相匹敌的耐酸、碱和有机溶剂的新型高分子工程材料 .用对二氯苯和硫化钠在合适的溶剂中经催化反应生成PPS ,目前已能规模化生产 .由于PPS具有多方面的优良性能 ,可用PPS或改性PPS通过熔融法或相转化法制备中空纤维膜、平板膜或管式膜 ,用于超滤、反渗透、渗透汽化、离子交换膜等 .

Mn掺杂LiFePO4的结构及电化学性能研究

利用高温固相反应法在惰性气氛下合成了掺Mn的LiFePO4正极材料。考察了Mn2+的掺杂浓度对于目标化合物结构及其电化学性能的影响。应用XRD、循环伏安和恒流充放电等方法对产物进行了结构表征和性能测试。结果表明,产物具有单一的橄榄石型结构,Mn2+掺杂并未影响目标产物的结构,而是与LiFePO4形成了LiFe1-yMnyPO4(y为Mn的掺杂浓度)固溶体。目标产物具有优良的电化学性能。充放电测试表明,在0.1C倍率下放电,LiFe0.5Mn0.5PO4材料的首次放电比容量达129.1mAh/g,在4.1及3.5V处各存在一个放电平台。充放电循环20次循环后,容量仍保持在120.9mAh/g。利用循环伏安测试分析了Mn的改性效果及锂离子在目标化合物中脱嵌的过程。

催化石墨化MCMB用作锂离子电池负极材料

采用Fe(NO3)3对中间相炭微球进行高温催化石墨化处理,制备锂离子电池负极材料。采用Raman光谱、X-射线衍射法、恒电流充放电等对样品进行测试和表征。结果表明,经催化石墨化处理的MCMB内部石墨微晶结构未发生明显变化,而表面碳层的石墨化程度提高;处理后的MCMB的首次可逆放电比容量由直接石墨化MCMB的333.8mAh/g提高到362.3mAh/g,第50次循环放电比容量与首次循环放电比容量的比值从92.4%提高到97.7%。