MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制及其电化学分解水效应

在氩气气氛中900℃煅烧前驱物MoS_(2)核壳超级球得到MoS_(2)核壳球。在升温速率为20、10、5、2℃·min^(-1)时,MoS_(2)核壳球上氧掺杂量分别从前驱物的23.1%降低到17.6%、10.8%、5.5%、6.2%。结果表明较低的升温速率可以导致更低的氧掺杂量。基于前驱物特殊的准分子超晶格结构,提出了原位阴离子交换反应机理,以深入理解MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制机理。电化学性能研究表明通过调制氧掺杂量可以有效改善MoS_(2)核壳球电化学分解水的性能。

锰基普鲁士蓝作为钠离子电池正极材料的研究进展

近年来,由于锂资源的短缺和快速消耗,锂离子电池的成本急剧增加,因此寻找新型储能系统显得日益重要。钠离子电池具有和锂离子电池相似的工作原理,可以作为锂离子电池的一种经济高效的替代品。锰基普鲁士蓝材料因其原材料分布广泛、成本低、结构稳定、环境友好且制备工艺简单等优点,是一种极具潜力的钠离子电池正极材料。综述了有关锰基普鲁士蓝材料的储钠机理、合成方法、修饰路线及材料应用的最新进展,从迁移离子、过渡金属、结合水与空位分析了普鲁士蓝材料对钠离子电池电化学性能的影响,并对可能的发展方向进行了展望。

Material Studio软件在大学有机化学可视化教学中的应用

为了提高学生对有机化学的认知能力与分析能力,活跃课堂气氛并使他们掌握有机化合物三维空间结构的想象能力及电荷分析方法,本文将Material Studio软件引入到大学有机化学的课堂教学中,将以往只能靠黑板与PPT的二维教学模式拓展为三维立体的可视化教学,注重软件的实际操作与问题的具体分析,实践表明,利用Material studio软件可以提高学生学习有机化学的兴趣,进而获得良好的课堂教学效果。

计算模拟软件在晶态多孔材料气体吸附与分离方面的应用

晶态多孔材料因其独特的结构可确定性与功能基元的可调节性在气体的储存与分离方面有着重要的应用前景。利用计算模拟软件研究晶态多孔材料的吸附行为,不仅可以对材料的结构与性能的关系有更深层次的认识,而且可以指导材料吸附性能的优化,降低实验难度和成本。该文介绍了计算模拟软件在晶态多孔材料吸与分离方面的应用。

基于不同电荷模型与分子力场的MOFs材料CO_(2)吸附行为模拟研究

利用Materials Studio软件研究了不同的电荷计算方法对一例铜基MOF原子电荷数值的影响,以及导致的CO_(2)吸附等温线线型与吸附量的差异。研究结果表明,不同的电荷计算方法对一例铜基MOF框架原子的电荷值有着较大的影响,进而影响其模拟吸附等温线的吸附量与最优吸附位点。在UFF力场下,基于Qeq方法计算得到的电荷模型吸附等温线与实验值具有最高的吻合度。在TraPPE力场下,利用Dmol 3模块m-GGA中的M11L基组计算得到的Mulliken电荷模型模拟得到的吸附等温线与实验值具有最高的吻合度。

Materials Studio软件在傅里叶变换红外光谱可视化教学中的应用

傅里叶变换红外光谱技术是分析物质结构的一种重要的表征手段,其在大学《有机化学》《药物化学》等多门课程的教学中均有涉及。为了加深学生对分子不同振动形式与红外光谱图中对应吸收峰的理解,我们将计算模拟软件Materials studio引入到傅里叶变换红外光谱的可视化教学中,将理论知识、模型结构、电子特征与实际案例相结合,加深学生对于化合物的基团特征与红外特征峰位置与吸收强度之间关系的理解,提高了学生独立分析谱图的能力。

ZnO纳米片/聚苯胺制备与紫外激发室温气敏性能

采用两步法制备氧化锌纳米片/聚苯胺(ZnO/PANI)复合材料,首先制备ZnO纳米片,然后以此为载体,通过苯胺单体的原位聚合得到最终产物。通过XRD、FTIR、FESEM、氮气吸附-脱附和紫外-可见漫反射对合成材料进行表征,研究了其紫外激发室温气敏性能,分析了可能的紫外激发气敏机理。结果表明,在紫外光激发下,ZnO/PANI复合材料实现了室温检测,乙醇浓度100×10-6(体积分数)时,灵敏度较高达到17.6,响应和恢复时间均在30s以内。

ZnO/聚噻吩复合材料制备及紫外光激发室温气敏性能

采用两步法制备ZnO/聚噻吩(ZnO/PTh)复合材料,首先制备富含氧空位缺陷的ZnO,然后以此为载体,通过噻吩单体的原位聚合得到最终产物。通过X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱对合成材料进行表征,研究了其紫外激发室温气敏性能,分析了紫外激发气敏机理。结果表明:紫外光激发下复合材料室温下对乙醇有较高的灵敏度,对100×10^-6乙醇的灵敏度达到12. 6,响应和恢复时间均在40s以内。

铁镍双金属氧化物纳米材料的电沉积及电催化性能研究

采用循环伏安电沉积技术在泡沫镍(NF)基底上合成了铁镍双金属氧化物纳米材料(NiFe2O4),进而制备了NiFe2O4/NF电极。使用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)对合成材料进行了结构形貌表征。采用极化曲线、恒电流电解等电化学技术研究了NiFe2O4/NF电极在碱性溶液中对电解水析氧反应(OER)的催化性能。结果表明:NiFe2O4/NF对OER反应具有良好的催化活性和稳定性,电流密度为10mA/cm2时的过电位仅为280mV,塔菲尔斜率为72.2mV/dec,恒电流电解2h后电位变化较小。和目前商用IrO2电催化剂相比,大电流电解条件下的反应过电位降低。

三维石墨烯/In2O3/聚吡咯复合材料制备及室温气敏性能

采用两步法制备三维石墨烯/In2O3/聚吡咯(3D-rGO/In2O3/PPy)三元复合材料,首先合成二元复合材料三维石墨烯/In2O3(3D-rGO/In2O3),然后以此为载体,通过吡咯单体的原位聚合得到最终产物。通过XRD、FTIR、FESEM、TEM和氮气吸附-脱附对合成材料进行表征,研究了其室温气敏性能,分析了三元复合材料的气敏机理。结果表明,复合3D-rGO与PPy后,三元复合材料的工作温度降低至室温,室温时对200ppmNH3的灵敏度达到18.8,对NH3有较高的灵敏度,响应和恢复时间较短。

改性二硫化钼电催化析氧研究进展

为了解决能源危机问题,提出了电解水技术开发清洁可持续氢能的终极途径。电催化析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)是电解水制氢技术的瓶颈,二硫化钼(MoS_(2))在电化学OER方面得到广泛研究,然而其析氧过电位普遍高于300 mV,限制了其应用。对MoS_(2)材料用于OER的最新发展进行了论述和总结,分析了本征MoS_(2)材料、金属掺杂、异质材料等改性策略及结果,提出了MoS_(2)基催化剂在全pH介质OER研究中存在的问题,展望了OER催化剂未来的发展趋势,给出了合理设计和高效改性催化剂的思路。

新能源材料与器件专业《化学电源》课堂教学探讨

《化学电源》是一门理论与实践联系非常紧密的课程,也是我校材料与化学工程学院新能源材料与器件专业的主干课程之一,是将来从事电化学领域的本科生都必须学好的一门课程。下面我就如何提升《化学电源》的课堂教学质量谈一些心得与体会。

TiO_(2)/磷化钴复合纳米电极的制备及电催化性能研究

通过电化学阳极氧化和电化学沉积相结合的方法制备了TiO_(2)纳米管阵列/磷化钴复合纳米电极(TiO_(2)NTs/CoP)。采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对复合电极的结构和形貌进行了表征,并利用极化曲线技术测试了其在1mol/L KOH溶液中对电解水析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的催化性能。结果表明:在电催化析氢和析氧反应中,该电极在10mA/cm^(2)电流密度下的过电位分别112mV和320mV,与其他电极相比具有良好的电催化活性,可以作为电解水反应的双功能电催化剂。

不同含盐量挂面食品的离子释放与存留研究

运用等离子体发射光谱仪和离子色谱仪检测干基挂面及其煮制后的钾离子、钠离子在固液两相中的含量。煮制之后,钠存留率与干基挂面横截面积呈线性正方向关系,钠流失率与干基挂面横截面积呈线性反方向关系;与之相反,钾存留率与干基挂面横截面积呈线性反方向关系,钾流失率与干基挂面横截面积呈线性正方向关系。干基挂面横截面积对钠元素溶出行为的影响程度显著高于其对钾元素溶出行为的影响。碳酸钾与面粉成分之间的作用显著强于氯化钠与面粉成分之间的作用。研究结果可为食品材料的无机离子检测、居民的钾/钠摄入量控制提供一定的方法和依据。