Co3O4镀银对BH4-水解的抑制及在DBFC中的应用

硼氢化物水解是导致直接硼氢化物燃料电池（DBFC）燃料效率下降的主要问题之一。将Co₃O₄用于DBFC阳极催化剂并通过镀银处理以降低水解反应。以CoCl₂·6H₂O为原料制备Co₃O₄，并通过银镜反应对其进行镀银处理，制得Co₃O₄@Ag。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）对其进行物理表征，通过交流阻抗（EIS）、计时电流（CA）和电池测试对其电化学性能进行表征。结果表明，利用银镜反应成功地将Ag引入到催化剂体系，且Co₃O₄@Ag催化材料的含银量为2%。电化学测试表明，与Co₃O₄相比Co₃O₄@Ag具有更高的电催化活性。以Co₃O₄@Ag为阳极催化剂组装的燃料电池在室温下最大功率密度（55 mW·cm^-2）和比容量（971 mA·h·g^-1）较Co₃O₄分别提高了44.7%和32.1%，阳极催化剂性能得到显著提高。Ag在抑制水解反应的同时与Co₃O₄体现了协同催化的作用。     

一步法制备Co3O4及其电化学性能研究

以六水合硝酸钴为钴源、二甲基咪唑为有机配体，通过室温共沉淀法合成前驱体模板ZIF-67，而后再高温煅烧形成目标产物Co₃O₄材料。利用X-射线衍射与扫描电镜对目标产物进行表征，而后选用蓝电电池测试系统测试其倍率与循环性能。测试表明，在100mA/g电流密度条件下，Co₃O₄电极的首次充电容量和放电容量分别可有2069.2mAh/g和2928.3mAh/g，首次库伦效率有70.66%，循环使用寿命长，但容量维持率低，经100圈测试后容量保持率仅有35%；而在倍率测试中发现即使经过50次充放电，电流密度从2000mA/g回到100mA/g时，Co₃O₄电极的放电容量依然可以保持有1482mA/g,并且表现出良好的循环稳定性，说明Co₃O₄即使经过高倍率充放电，其结构依然可以保持稳定，具有较为不错的倍率性能。     

生物质焦油衍生氮掺杂多孔碳负载Co3O4纳米晶的制备及双功能氧反应催化

以生物质焦油活化多级孔碳为骨架，通过一步水热合成同时实现氮掺杂和Co₃O₄纳米粒子负载，获得Co₃O₄@N/C复合催化剂。对比研究结果表明，凭借复合材料中活性Co₃O₄和N掺杂结构之间的协同效应，Co₃O₄@N/C复合催化剂对氧还原（ORR）和析氧反应（OER）均表现出较高的催化活性，ORR和OER启动电位电势差ΔE为0.99V；其中，ORR极限扩散电流密度为-5.10mA/cm²，与贵金属Pt/C相当。此外，Co₃O₄@N/C具有优异的氧还原稳定性，在经3000次循环伏安法扫描后，Co₃O₄@N/C的极限扩散电流密度仍能保持89.9%。这一生物质焦油衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co₃O₄纳米晶复合材料在燃料电池和金属空气电池等领域具有巨大的应用潜力。     

Co3O4-MMT催化剂的制备及其N2O催化分解性能

以MMT为载体，采用原位聚合-配位沉积法制备3种不同Co负载量的Co₃O₄-MMT催化剂。采用N₂物理吸附、XRD和TEM对载体和催化剂进行表征，并在连续流动微反装置上考察其N₂O催化分解性能。结果表明，与Co₃O₄催化剂相比，Co₃O₄-MMT催化剂的比表面积显著增大，且活性组分Co₃O₄具有较高的分散状态。Co₃O₄-MMT催化剂的催化活性随着Co含量的增加先升后降，其中0.015Co-MMT表现出最佳的催化活性，其活性远高于Co₃O₄催化剂，同时，该催化剂还表现出良好的催化稳定性和较好的杂质气体耐受性。     

锂离子电池负极用多孔碳包覆Li4Ti5O12复合材料的制备及电化学性能

利用水热合成和高温活化处理对Li₄Ti₅O₁₂进行多孔碳包覆复合改性实验,制备了Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料,研究了复合材料微观结构和电化学性能。结果表明:Li₄Ti₅O₁₂完全被包覆在多孔碳层中,同时,Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料表面碳层孔洞分布均匀,碳层厚度约为（8.5±3.6） nm。其首次放电比容量为363 m Ah/g,约为纯Li₄Ti₅O₁₂放电比容量的2倍;交流阻抗值降低,仅为纯Li₄Ti₅O₁₂的阻抗值的一半;Li₄Ti₅O₁₂@porous-C复合材料在循环200周后的放电比容量为2...     

Li2ZrO3包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的复合材料及其电化学性能

以Zr（NO₃）₄·5H₂O和CH₃COOLi·2H₂O为原料,采用湿化学法,将Li₂ZrO₃包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂锂离子电池正极材料的表面,研究Li₂ZrO₃不同包覆比例对LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂电化学性能的影响。SEM、TEM、EDS谱图分析表明,Li₂ZrO₃层均匀地包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面,其厚度约为8 nm。与纯相相比,1%（质量分数） Li₂ZrO₃包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料在1.0 C下首次放电比容量为184.7 mA·h·g^-1、100次循环之后放电比容量为169.5 mA·h·g^-1,其容量保持率达到91.77%,表现出良好的循环稳定性。循环伏安（CV）和电化学阻抗（EIS）测试结果表明,Li₂ZrO₃包覆层抑制了正极材料与电解液之间的副反应,减小了材料在循环过程中的电荷转移阻抗,从而提高了材料的电化学性能。     

Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

硫修饰的多孔Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

以Na₂S₂O₃为硫源，采用改进的草酸盐-热解法制备了一系列硫修饰的Co₃O₄多孔催化剂[S_x@Co₃O₄,x=0.25、0.50、0.75、1,x为硫的修饰量，以Co(NO₃)₂·6H₂O的物质的量为基准，下同]。以亚甲基蓝(MB)为降解模型，考察了不同催化剂活化过一硫酸盐(PMS)的性能。探讨了催化剂用量、PMS浓度、反应温度、常见阴离子种类在S_x@Co₃O₄-PMS体系下对MB降解率的影响，并评价了催化剂的循环稳定性。结果表明，随着硫修饰量的增加，Co₃O₄的催化性能逐渐升高，S₁@Co₃O₄表现出最佳的催化性能。硫元素以SO₄^2–     

Cr掺杂对Li1.2Ni0.2Mn0.6O2结构和电化学性能的影响

采用共沉淀法制备了锂离子电池正极材料Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂和Li_1.2Ni_0.18Mn_0.58Cr_0.04O₂,并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和电化学性能测试对材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明:掺Cr³⁺后材料的阳离子混排程度降低,层状结构更为规整,电化学性能明显优于Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂,其0.2C和1C首次放电容量分别为262.2 mAh/g和241.7 mAh/g,1C倍率下循环50次的容量保持率为95.5%。     

离子液体作为电解液添加剂用于高压锂离子电池

合成了功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双（三氟甲磺酰）亚胺盐（BMIMTFSI）作为高压锂离子电池电解液添加剂,用于抑制有机溶剂的氧化,以提高碳酸酯类电解液的耐高压性。分别采用充放电测试、电化学交流阻抗（EIS）、循环伏安法（CV）和扫描电子显微镜（SEM）等研究了LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池的电化学行为和LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料表面形貌。结果表明,当在电解液中添加20% （体积分数）BMIMTFSI时,LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池在室温、0.2C下的最高放电比容量是126.81 mA·h·g^-1,5C下的放电比容量为109.36 mA·h·g^-1,比在1 mol·L^-1 LiPF₆-EC/DMC电解液中的放电比容量提高了91.7%;且该电池在0.2C下循环50圈后的放电比容量保持率在95%左右,比用碳酸酯类电解液提高了近10%。SEM结果表明,在碳酸酯类电解液中加入BMIMTFSI后,LiNi_0.5Mn_1.5O₄电极表面附着了一层均匀且致密的固态电解质界面（SEI）膜。     

Ni-Fe共掺LiMn2O4正极材料的合成及电化学性能研究

采用固相燃烧法快速合成了LiNi_0.08Fe_xMn_1.92-xO₄(x≤0.08)正极材料，并探究了正极材料样品的结构、形貌、电化学性能及动力学性能。结果表明，Ni-Fe共掺没有改变LiMn₂O₄的立方尖晶石结构，促进了其晶体发育和{111}、{110}、{100}晶面的择优生长，部分颗粒形成了以高暴露{111}晶面为主和少量{110}、{100}晶面的截断八面体形貌。LiNi_0.08Fe_0.05Mn_1.87O₄样品在较低倍率(≤5 C)时，其倍率性能和长循环寿命得到显著提高，在25℃下，1 C的首次放电比容量为106.1 mAh/g, 1 000次循环后容量保持率为82.0%;5 C的首次放电比容量为100.1 mAh/g, 2 000次循环后容量保持率为72.8%。LiNi_0.08Fe_0.05Mn_1.87     

高分散SiO2/石油沥青基多孔碳用于锂离子电池负极

二氧化硅(SiO₂)作为锂离子电池负极材料具有理论容量高、放电电位低、成本较低等特点，但存在导电性差、充放电过程体积膨胀严重以及容量衰减过快等问题。以石油沥青为碳源，利用硅烷偶联剂KH-540对纳米α-Fe₂O₃模板剂进行表面化学包覆，然后将硅源修饰模板剂与碳源混合，经碳化、酸洗等步骤得到高分散SiO₂/石油沥青基多孔碳(SiO₂/PC)。所得SiO₂/PC作为锂离子电池负极材料，在1 A·g^-1电流密度下，循环900圈后仍具有640 mA·h·g^-1的高可逆比容量。研究结果表明，高度纳米化的SiO₂在高温碳化过程原位生成，紧密牢固地负载于多孔碳表面，提高了其导电性，同时能够有效缓解SiO₂在充放电过程中的体积膨胀，抑制SiO₂的团聚或粉化，从而表现出优异的电化学性能。     

不同形貌氧化钴活化过一硫酸盐降解硝基酚

通过控制形貌制备具有高活性晶面的金属氧化物可提高硝基酚的降解效果，以硝酸钴和乙酸钴为原料，制备了八面体、立方块和棒状Co₃O₄，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行表征，表明合成的Co₃O₄粒径均匀、纯度较高。以3种不同形貌的Co₃O₄为催化剂，在pH值为8.0条件下活化过一硫酸盐（PMS）降解不同种类的硝基酚，采用高效液相色谱和总有机碳分析仪测定反应前后硝基酚和总有机碳含量（TOC）变化。3种Co₃O₄在Co₃O₄/PMS体系降解硝基酚时表现出不同的催化活性：棒状Co₃O₄ > 立方块Co₃O₄ > 八面体Co₃O₄，并且对不同硝基酚的降解效率存在显著的差异性。3种Co₃O₄在pH值为8.0下活化PMS所析出的Co²⁺含量较低，且均表现出良好的循环利用性。自由基淬灭实验和电子自旋共振（ESR）测试表明Co₃O₄/PMS体系降解硝基酚是通过自由基和非自由基机制共同协作完成的，起作用的活性氧化物种主要为羟基自由基（·OH）、硫酸根自由基（SO₄^·-）和单线态氧（¹O₂）。     

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2的制备与改性

采用La掺杂和固态电解质Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO4)₃包覆对LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂进行改性，研究掺杂和包覆对LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂结构与性能的影响。结果表明：适量的La掺杂可以降低LiNi_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂材料的离子迁移阻抗，提高Li⁺扩散系数，稳定材料的结构，从而提高材料的放电比容量及循环性能，当La掺杂量为0.1 wt%时，首次放电比容量为180.1 mAh·g^-1，经过100次循环后的容量保持率高达93.34%，远高于未掺杂样品的86.20%。Li_1.3Al_0.3Ti_1....     

Co3O4@MnO2空心核壳材料的制备及电容性能研究

以二甲基咪唑和六水硝酸钴为原料合成ZIF-67,采用水热法在ZIF-67表面生长MnO₂纳米片,经热处理获得空心Co₃O₄@MnO₂核壳材料。表面网状纳米片具有更多的活性位点,同时为电解液渗透提供扩散通道,空心材料的薄壁提高了电子的迁移效率。电容性能测试结果表明,Co₃O₄@MnO₂/泡沫镍（Co₃O₄@MnO₂/NF）电极在0.5 A/g电流密度下容量达到278.3 F/g,高于ZIF-67/NF电极（53.7 F/g）和ZIF-67@MnO₂/NF电极（192.8 F/g）;循环5 000次后容量仍保持了最大值的80.5%,具有优异的稳定性。     

Co3O4/HY选择性催化苯甲醇氧化合成苯甲醛的研究

以HY分子筛为载体,采用水热法合成了系列Co₃O₄/HY复合分子筛催化剂,通过XRD、SEM、EDS、FT-IR、BET等手段对Co₃O₄/HY进行表征,并对Co₃O₄/HY分子筛催化氧气液相氧化苯甲醇合成苯甲醛的性能进行研究。结果表明,Co₃O₄的引入未破坏分子筛的骨架结构,且Co₃O₄在HY晶体表面形成片层蜂窝状多孔结构,可有效增加催化剂样品的介孔孔容和外表面积,增加催化活性。但Co₃O₄负载过量易出现堆叠现象,使得介孔孔容和外表面积降低,不利于氧化反应进行。以1.0-Co₃O₄/HY为催化剂,在适宜的反应条件下苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到73.2%和95.8%;催化剂重复使用5次,依然表现出较好的催化活性。     

ZrO2添加对MoO3/Al2O3催化剂耐硫甲烷化性能的影响

采用共沉淀法制备了ZrO₂-Al₂O₃复合载体,并进一步制备了MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,考察了不同ZrO₂质量分数对催化剂结构及其耐硫甲烷化性能的影响。利用N₂物理吸附、X射线衍射、H₂程序升温还原和透射电子显微镜等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃中ZrO₂的添加可以明显削弱MoO₃与载体间的相互作用,促进Mo物种的还原,适量ZrO₂的存在还有助于提高催化剂的比表面积,改善Mo活性相的分散性,使催化剂表现出优异的耐硫甲烷化活性。     

氧化铟包覆镍锰酸锂正极材料的电化学性能研究

为改善镍锰酸锂的电化学性能,以硝酸铟(In(NO₃)₃·H₂O)为原料,通过高温固相法在镍锰酸锂电极材料表面包覆一层惰性氧化铟(In₂O₃),并研究不同In₂O₃包覆量对镍锰酸锂复合材料的电化学性能的影响。XRD测试结果显示,包覆氧化铟并不会改变正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄自身结构。当包覆量为7%时,在0.1 mA的测试电流下首次放电比容量为134.21 mAh/g,明显高于未涂覆材料(115.65 mAh/g),100次循环后容量为128.4 mAh/g,容量保持率为95.67%;在0.5 mA的测试电流条件下,首次放电比容量为78.13 mAh/g, 100次循环后比容量为56.25 mAh/g,容量保持率为64.44%。In₂O₃包覆起到保护材料和促进离子传导的作用,可有效提高正极材料的电化学性能。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/C的制备与表征

针对Li₄Ti₅O₁₂导电性和倍率性能差的缺陷,以PEG为碳源采用溶胶-凝胶法制备出电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/C,考察不同分子量聚乙二醇PEG(400、600、1000)做碳源制备的Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料电化学性能的优劣,采用热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒流充放电、倍率放电、交流阻抗(EIS)等方法对材料进行了结构表征和电化学性能测试。结果表明:以PEG1000为碳源时得到的Li₄Ti₅O₁₂/C,0.1C下首次放电比容量为143.5 mA·h·g^-1,2C的倍率下仍然保持了105 mA·h·g^-1的比容量,容量保持率达到73.17%,并且此材料有最小的电阻,在大电流条件下有良好的电化学性能。     

电化学法制备石墨烯/镍钴氧化物复合薄膜电极及其性能

用电化学法控电位制备石墨烯/Co₂O₃-NiO薄膜电极,通过XRD、Raman、SEM、TEM等仪器对所制备的薄膜进行表征。复合材料中Ni和Co主要以NiO和Co₂O₃的形式负载于石墨烯的表面,直径在50~200 nm之间。循环伏安测试结果表明,石墨烯/Co₂O₃-NiO复合材料性能较纯石墨烯材料明显提升。恒电流充放电测试表明,石墨烯/Co₂O₃-NiO复合材料具有高比电容,在2 A/g的电流密度下,复合材料的比电容最高达到503 F/g,循环500次后比电容保持率为91%。