熔盐辅助合成r-BN纳米片及其电化学性能

以KBH_4和NH_4Cl为原料,NaCl和KCl为熔盐介质,在1 100℃合成了高纯度的r-BN纳米片。研究了无盐和熔盐两种方法对合成r-BN物相组成和晶体形貌的影响,并测试了r-BN的电化学性能。结果表明:与不添加熔盐方法相比,采用熔盐方法能够在相同温度下制备出结晶性高和形貌好的片状r-BN;r-BN表现出较好的循环稳定性;在1 A/g的电流密度下r-BN的比电容值为16.35 F/g,且r-BN显示出较小的电荷转移电阻和内部电阻。     

硫酸铝和氧化硅在硫酸钠熔盐中合成莫来石的动力学参数计算

以硫酸铝和氧化硅为原料,在硫酸钠熔盐中合成莫来石粉体.通过研究在不同温度下所合成粉体的物相组成和显微形貌,认为莫来石在800℃生成,在1 000℃可合成出物相组成单一的莫来石粉体,在1 200℃时莫来石分解.采用热分析动力学研究方法,按照热重分析曲线和Kissingger方程,计算出了在硫酸钠熔盐中合成莫来石反应的动力学参数:指前因子A为6.39×1037;表观活化能Ea为913.5kJ/mol;反应级数n近似为1.     

熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

KCl-LiCl-KF系熔盐介质中MgAl_2O_4粉体的合成制备

以工业氧化铝和轻质氧化镁(分析纯)为主要原料,在500~1 000℃范围内,研究了KCl、LiCl及KCl-LiCl熔盐介质中MgAl2O4粉体的合成制备以及KF的作用和影响。采用X射线衍射仪、激光粒度分析仪及扫描电子显微镜对产物粉体进行了分析表征,并探讨了MgAl2O4的合成反应机制。结果表明:1)复合熔盐(KCl-LiCl)较之单一熔盐(LiCl、KCl)、单一熔盐LiCl较之KCl更有利于MgAl2O4粉体的合成;2)KF的引入能促进熔盐介质中MgAl2O4的形成,并明显降低MgAl2O4的合成温度;3)在未引入KF的熔盐介质中,MgAl2O4合成反应机制为模板机制;在引入KF的熔盐介质中,MgAl2O4合成反应机制包括模板机制和溶解-沉淀机制。     

熔盐法合成片状BaBi4Ti4O15粉体

以NaCl-KCl为助熔剂,熔盐法合成了片状BaBi4Ti4O15粉体.采用X射线衍射分析粉体的相结构,用扫描电镜观察其微观形貌,研究了不同预烧温度及熔盐含量对粉体形貌及相结构的影响.结果表明;在850～1 050℃范围,可生长出各向异性的片状BaBi4Ti4O15粉体;随着温度的升高,合成粉体的片状更趋明显,但生长各向异性程度减小;生长各向异性粉体的最佳预烧温度为850～950℃.当熔盐含量与反应物的质量比小于1时,晶粒尺寸随熔盐含量增加而增大;当熔盐含量继续增加时,粉体的晶粒尺寸反而减小.     

片状氧化铝粉体的熔盐法合成

片状氧化铝由于其独特的片状结构,在珠光颜料、化妆品、填料及抛光粉等领域得到了广泛的应用.本文采用熔盐法制备了片状氧化铝粉体,考察了熔盐种类和熔盐用量对粉体形貌的影响.以硫酸铝为铝源,复合硫酸盐(Na2SO4+K2SO4)为熔盐,辅以外加添加剂,合成出了厚度为200～400 nm,平均径厚比约为50的形貌较好的片状氧化铝.     

高温固相法合成Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能研究

以锐钛矿TiO_2和Li_2CO_3为原料,无水乙醇作为分散剂,采用高温固相法合成锂离子电池负极材料钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电和电化学阻抗等方法对不同条件合成的材料结构、形貌及电化学性能进行表征。结果表明:最佳条件为煅烧温度750℃,煅烧时间16 h,可以制备出性能良好的纯相Li_4Ti_5O_(12)材料。在电压区间1~2.5 V范围内进行充放电,在0.5 C下,首次放电比容量为153.44 mAh/g,循环50次后,容量保持率为95.43%。在5 C大倍率下,放电比容量仍保持在108.64 mAh/g,材料表现出良好的循环性能和倍率性能。     

焙烧时间对喷雾干燥制备LiMnPO_4/C多孔微球的影响

以微波辅助氯化胆碱-乙二醇合成的纺锤体LiMnPO_4纳米颗粒为原料,采用喷雾干燥法制备LiMnPO_4/C多孔微球,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、拉曼光谱(Raman)、比表面积(BET)及孔径分析(BJH)、恒流充放电技术、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等研究了焙烧时间对LiMnPO_4/C多孔微球的结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明:在焙烧时间为5 h时,合成材料的电化学性能最好,1C倍率下首次放电比容量为140 mA·h/g,100次循环后容量保有率为95%,5C下放电比容量为119 mA·h/g,表现出了良好的循环性能和倍率性能。     

焙烧条件对Na3V2(PO4)3/C的制备及储锌性能影响

采用喷雾干燥法合成了Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)前驱体,然后经过高温煅烧得到水系锌离子电池正极复合材料Na₃V₂(PO₄)₃/C(NVP/C),考察了煅烧温度和煅烧时间对NVP/C性能的影响。通过XRD、SEM和BET对样品结构和形貌进行了表征,通过循环伏安和充放电测试了样品的电化学性能。结果表明,不同煅烧温度和煅烧时间制备样品均为纯相的NVP/C,且并没有改变NVP/C的晶体结构;煅烧温度过高或煅烧时间过长会导致晶粒尺寸增大,性能迅速衰减。NVP/C制备最佳条件为煅烧温度700℃、煅烧时间8 h,在该条件下所制备的NVP/C(记为NVP/C-700-8)形貌更为规整,结晶性良好,具有较小的阻抗以及更好的离子扩散能力,进而表现出最佳的电化学性能。在0.1 A/g电流密度下表现出最佳的放电比容量(122.4 mA·h/g)。在1.0 A/g电流密度下经过200圈循环后放电比容量仍高达103.9 mA·h/g。     

熔盐介质和合成温度对镁热还原法合成h-BN粉体的影响

为了在较低温度和较短时间内合成h-BN粉体,以硼砂和镁粉为原料,以n(NaCl)n(MgCl_2)分别为1:3、1:1和3:1的3种NaCl-MgCl_2和n(KCl)n(MgCl_2)为1:1的KCl-MgCl_2为熔盐介质,在氮气气氛中分别于800、1 000和1 200℃保温3 h,采用镁热还原法合成h-BN,经5%(w)的盐酸溶液浸泡、抽滤、洗涤、干燥、研磨后得到产物粉体,并进行XRD和SEM分析,研究了不同种类和配比的熔盐介质及合成温度对合成产物的物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)在本试验的不同熔盐介质和不同温度下合成的产物粉体均由纯相h-BN组成,但h-BN的结晶度随合成温度的升高而逐渐提高:在NaCl-MgCl_2熔盐介质中于1 000℃制备的产物中有片状h-BN,在1 200℃出现层叠层片状h-BN,而在KCl-MgCl_2熔盐介质中于1 200℃才有片状h-BN。2)在NaCl-MgCl_2熔盐中通过镁热还原法合成h-BN粉体,不仅克服了其他方法合成温度高的缺陷,同时还有效地控制了h-BN晶粒的尺寸和形貌。     

在硫酸钠熔盐中合成莫来石晶须

采用Al2(SO4)3·18H2O和SiO2作为反应原料,在Na2SO4熔盐中合成了莫来石晶须,利用XRD、FESEM和SEM等手段研究了合成产物的组成和形貌,并研究了合成温度(700℃、800℃、900℃、950℃、1000℃、1100℃和1200℃)、熔盐用量(反应料与Na2SO4的质量比分别为2:1、1:1、1:2和1:4)、保温时间(2h、3h和4h)等工艺因素对合成反应的影响。结果表明:用熔盐法合成的莫来石不含其他晶相,纯度高,晶须直径在50～150nm,长度为3～8μm。研究还发现:Na2SO4熔盐的合适用量为反应料与Na2SO4的质量比是1:1,此时,混合料在900℃开始生成莫来石,950℃石英相基本消失,1000℃保温3h合成反应基本完成,超过1100℃时,合成的莫来石开始分解。因此,熔盐法合成莫来石的合理温度为1000℃保温3h。     

无模板剂法合成ZSM-35分子筛研究

在K+体系下研究了新型无模板剂无晶种法合成ZSM-35分子筛,并考察了SiO2/Al2O3、KOH/SiO2、H2O/SiO2、晶化时间、晶化温度对合成的影响.采用XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)、XRF(X射线荧光衍射仪)等手段对分子筛的晶体结构和形貌进行表征.结果 表明,初始凝胶SiO2/Al2O3=37.3 ～ 45,KOH/SiO2=0.23 ～0.41,H2O/SiO2=24.1 ～ 34.2,晶化温度为160 ～170℃,晶化时间为4～8d可以合成出ZSM-35分子筛.当温度在160℃下合成7d所得样品的相对结晶度最高,当温度在170℃下合成4d为最佳合成条件.而且使用该方法合成出的ZSM-35分子筛形貌呈花瓣球状,片状花瓣大小介于358 nm～ 2.87 μm.     

熔盐法制备片状氧化铝粉体的研究

以Al_2(SO_4)_3·18H_2O为铝源,以钠盐和钾盐的单盐或复合盐为熔盐,铝源与熔盐比例为1:4,采用熔盐法制备片状氧化铝粉体。主要探究熔融盐种类、煅烧温度和保温时间对产物氧化铝形貌和粒径尺寸的影响。通过研究得到最佳实验条件为:熔盐为Na_2SO_4+K_2SO_4复合盐,煅烧温度1200℃,保温6 h。利用熔盐法在此条件下可制备出粒径为5～20μm,厚度为100～500 nm,径厚比为30～50形貌规则、分散性良好的片状氧化铝粉体。     

形貌对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料性能影响研究

采用高温固相法通过不同混料介质与相应的干燥方法合成了形貌为球状和分散状的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4。利用FE-SEM、XRD及充放电性能测试等手段对比了材料的形貌、物相和电化学行为。结果表明:分散状的材料由于一次粒子更小具有优良的电化学性能,0.2 C倍率下材料的首次放电比容量为135 mAh/g,12 C倍率下放电比容量为115 mAh/g。1C倍率充放电循环50次容量保持率为99.5%。     

不同形貌镁铝水滑石的可控合成及其对氯离子的吸附性能

以硝酸镁、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用水热法在不同条件下合成了不同形貌的镁铝水滑石LDH-1、LDH-2、LDH-3。通过SEM、XRD、BET和EDS对合成的样品进行了表征;考察了不同形貌水滑石及其焙烧产物(LDO-1、LDO-2、LDO-3)对溶液中氯离子的吸附性能。结果表明:采用水热法添加乙二醇可合成棒状镁铝水滑石(LDH-1),添加乙醇可合成片状六边形镁铝水滑石(LDH-2),添加四丙基氢氧化铵可合成立方体镁铝水滑石(LDH-3)。其中,LDH-2形貌规整均一,片间形成交叉支撑结构,比表面积为115.311 m2/g,在室温条件下,其对氯离子的最大吸附量为24.72 mg/g。LDO-2吸附氯离子的最优操作条件:温度为35℃,pH值为8,焙烧温度为450℃。在此条件下,焙烧产物(LDO-2)吸附氯离子的能力大大增强,最大吸附量为96.07 mg/g。     

熔盐法合成锆酸钙

以CaCO3和ZrO2为原料,CaCl2为熔剂,在熔盐条件下合成CaZrO3粉体,考察了原料配比、保温时间和煅烧温度对合成过程的影响,通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜对合成产物的物相组成和颗粒形貌进行了分析。结果表明,提高CaCO3和熔盐的量有利于合成反应的进行。最佳工艺条件为CaCO3、ZrO2、CaCl2摩尔比为1.2:1.0:1.2,烧成温度和保温时间分别为900℃和3 h。在最佳工艺条件下制备出的CaZrO3粉体粒度为1.0～2.0μm,分散性好,颗粒呈四方体状。以CaCl2为熔盐时,合成CaZrO3的反应机制为"模板生长"和"溶解–析出"两种形式共存。     

镍-铜-磷化学镀层在硫酸溶液中的腐蚀行为

为了提高Ni-P化学镀层的抗腐蚀性能,在由NiSO4·6H2O25 g/L、NaH2PO2·H2O 25 g/L、C6H5O7Na3·2H2O 12 g/L和CH3COONa20 g/L组成的Ni-P镀液中加入不同质量浓度的无水硫酸铜,制备了Ni-Cu-P镀层.通过浸泡、动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)考察了Ni-Cu-P和Ni-P镀层在5％(质量分数)H2SO4溶液中的耐蚀性,采用扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌.结果表明,加入CuSO4后得到的Ni-Cu-P镀层比Ni-P镀层结晶更细小、致密,在硫酸溶液中表现出更好的抗腐蚀性能.当镀液中硫酸铜质量浓度为0.50 g/L时,得到的Ni-Cu-P镀层晶粒最小、致密性最好,其膜电阻和电荷转移电阻达到最大,分别是Ni-P镀层的4倍和32倍.     

BaAlBO3F2晶体的生长与形貌

以NaF为助熔剂,BaAlBO3F2和NaF摩尔比为11.5,采用熔盐籽晶生长方法,沿[001]方向生长出尺寸为18 mm×18 mm×12 mm的BaAlBO3F2(BABF)晶体.晶体生长参数降温速率为2～4℃/d,晶体旋转速率为15 r/min.研究了BABF晶体的生长形貌,BABF晶体生长过程中,呈现出(001)和(100)晶面.测试了BABF的粉末倍频效应,其倍频系数约为KDP晶体倍频系数的0.8倍.室温下测试了BABF晶体的显微硬度,其(001)面与(100)面显微硬度分别为10.99 GPa和8.137 GPa.     

以锂矿为锂源循环制备正极材料LiFePO4

以锂矿为锂源制备出杂质含量很低的反应用锂溶液,与亚铁盐溶液、磷源溶液在液相条件下合成LiFePO4,加糖、煅烧,制得正极材料LiFePO4。循环利用反应用锂溶液及LiFePO4制备过程中产生的副产品。通过XRD、SEM、恒电流充放电测试等对正极材料LiFePO4的物相、形貌、电化学性能等进行表征,并对材料的制备成本进行分析。合成的正极材料LiFePO4纯度高,在0.2 C和1 C条件下比容量分别为160.1 mA·h/g和145.3 mA·h/g,首次库伦效率为97.3%。与以锂盐为锂源合成的LiFePO4相比较,以锂矿为锂源合成的LiFePO4可使制备成本降低超过12 000元/t,同时实现了循环经济。     

B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的化学反应研究

B_4C陶瓷具有优异的热中子俘获能力而用于核能发电领域,这种核反应控制材料的热稳定性和化学稳定性引起了广泛关注。本文研究了B_4C陶瓷在Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐介质中的反应性能,采用热重分析(TG-DTA)、X射线粉末衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术研究了熔盐反应产物的组成和结构。利用电子扫描显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了产物的微观形貌与组成。结果表明,900℃的Na_2SO_4-Al_2(SO_4)_3复合熔盐可与B_4C反应合成Al_(18)B_4O_(33)相晶须,晶须直径100~300 nm,长度达到几个微米。提出氧化-溶解循环机理解释了熔盐反应及其硼酸铝晶须的生长过程。