LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料制备及其电化学性能研究

以二氧化锰、氧化镍和碳酸锂为原料,采用二次焙烧工艺制备了尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)正极材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗测试(EIS)和充放电测试对LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行了表征。结果表明,合成的材料晶体结构完整,形貌规则,并且表现出优异的电化学性能,其0.2 C首次放电容量为134.6 mA·h/g,5 C首次放电容量为112.9 mA·h/g,5 C循环34次后容量保持率为103.3%。     

磁性羧甲基纤维素的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附研究

以羧甲基纤维素为原料,采用共沉淀法制备了CMC-Fe_2O_3磁性吸附材料。采用间歇吸附实验研究了吸附材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,并研究了金属离子初始浓度、吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量等对吸附效果的影响。实验结果表明:吸附材料在Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L,吸附时间100 min,pH=4,投加量为3 g/L,吸附温度为313 K时,去除率达到89. 94%;吸附动力学遵循准二级动力学模型。     

微波改性的稻壳对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附性能的研究

以稻壳为原料,采用微波处理制备出改性的吸附材料,用于吸附Pb2+、Cd2+的实验,探讨了溶液p H、搅拌时间及金属离子初始浓度等对吸附平衡的影响,利用扫描电镜和红外光谱(FTIR)分析,探讨微波处理后的稻壳吸附Pb2+、Cd2+等金属离子的吸附机理。结果表明:微波处理后的稻壳对Pb2+的最佳吸附p H=5,在60 min内建立吸附平衡,对Pb2+的最大吸附量为0.232 4 mmol/g;在相同条件下对Cd2+的最大吸附量为0.185 2 mmol/g。     

磁性壳聚糖/膨润土的制备及其对铬(Ⅵ)的吸附研究

以膨润土为原料,先后用十二烷基苯磺酸钠及壳聚糖进行改性,最后用戊二醛交联,成功制备了磁性壳聚糖/膨润土复合吸附材料。采用静态吸附研究了吸附材料对水中铬(Ⅵ)的吸附性能,并研究了金属离子初始浓度、吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量等对吸附效果的影响。实验结果表明:吸附材料在铬(Ⅵ)初始浓度为30 mg/L,吸附时间80 min,pH=3,投加量为2 g/L,吸附温度为323K时,脱除率可达95%以上;吸附动力学遵循准二级动力学模型。     

锰基富锂正极材料Li_(1.2)Ni_(0.2)Mn_(0.59)Co_(0.01)O_2的首次充放电曲线分析

采用溶胶-凝胶法制备了锰基富锂正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.59Co0.01O2。在类似的实验条件下制备了3组样品。分别用3组共计13个样品作为正极、金属锂作为负极制备了扣式电池以研究其首次充放电曲线和Coulomb效率。发现首次充电时平台容量(CP)占总充电容量(CT)的比例为首次Coulomb效率的曲线函数。而首次放电时,在3.5 V两侧均有1个放电平台,其微分容量曲线(d Q/d U)中2个峰的峰值比(PB/PC)为首次Coulomb效率的线性函数。通过分析,提出一个模型来解释锰基富锂材料的首次充放电行为。     

丙烯酸用量和预烧温度的协同关系对LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4电化学性能的影响

本文研究了丙烯酸用量与预烧温度之间协同关系的复配效应。采用丙烯酸盐自模板法,制备了5V锂离子电池LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4正极材料。经XRD、SEM和充放电循环测试,当n_(AA)∶n_(金属离子)=2.8∶1、预烧温度为500℃时,制备的材料为尖晶石结构,结晶度高,粒径大小均匀,在0.5C倍率的充放电循环下,首次放电容量为137mAh·g~(-1),循环50次后容量保持率为94%,电化学性能优良。     

以废旧锌锰干电池制备LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2及改性研究

采用干湿结合回收技术回收了废旧锌锰干电池中的锰,讨论了硝酸浓度对碳酸锰回收率的影响。将得到的碳酸锰作为锰源,采用溶胶凝胶法制备了三元正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2。通过沉积法使氢氧化铝胶体沉积在材料表面对三元正极材料进行表面包覆改性。而且对所得产品进行了XRD、TEM表征和电化学性能检测。结果表明,少量包覆不会改变材料的层状结构,材料首次放电比容量达到152 m A·h/g,且提高了循环性能,循环充放电100次后,放电比容量为117.3 m A·h/g。     

溶胶凝胶法制备Ce_(0.8)Y_(0.15)M_(0.05)O_(2-δ)电解质材料及其性能研究

文章以Ce0.8Y0.15M0.05O2-δ(M=Fe、Co、Mg)为主要研究对象。通过红外、致密度分析、X射线衍射、扫描电镜、交流阻抗、热膨胀等测试方法对试样进行测试和分析,对实验得到的电解质粉及相应的电解质材料的性能进行表征。实验结果表明:溶胶-凝胶法经700℃煅烧成功制备出了单相立方萤石结构的超细粉末,具有良好的烧结活性。1300℃下烧结后相对密度达到97%以上。电导率的测试表明,电解质材料在中温范围有较高的电导率,其中,Ce0.8Y0.15Mg0.05O1.9在800℃时,电导率达到了0.0661 S/cm。     

坡缕石/羧甲基纤维素钠接枝甲基丙烯酸β-羟乙酯复合材料对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的选择性吸附

以坡缕石(PGS)、羧甲基纤维素钠(CMC)、甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料,利用“一锅法”制备了坡缕石/羧甲基纤维素钠接枝甲基丙烯酸β-羟乙酯(PGS/CMC-g-HEMA)复合材料.通过红外(FTIR)、热重(TG)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构、外貌进行表征.考察了溶液pH值、初始浓度对该材料在吸附Pb(Ⅱ)、Cu(H)混合溶液中两种金属离子吸附量的影响,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析.实验结果表明,复合材料易吸附Pb(Ⅱ),在293 K、pH =5.0、初始浓度50 mg/L的混合溶液中,Pb(Ⅱ)的最大吸附量为32.4 mg/g;Pb(Ⅱ)的吸附动力学遵循准二级动力学模型,PGS/CMC-g-HEMA对Pb(Ⅱ)的吸附-解吸循环实验表明该材料具有较好的再生能力.     

共沉淀法制备LiNi_(1-x-y)Co_xMn_yO_2正极材料工艺条件探究

共沉淀法可高效、低能耗制备出较高纯度的球形层状Li Ni1-x-yCoxMnyO2正极材料,广泛应用于基础研究和工业生产中,主要包括液相共沉淀及高温煅烧过程。对这两个过程中涉及的机理进行了阐述,并分析相关影响因素,考察了共沉淀制备前体这个关键步骤中颗粒成核过程以及Ni、Co、Mn 3种金属离子发生的络合及沉淀反应。通过建立的反应和热力学平衡方程,分析未沉淀的3种金属离子及其相互之间比值随pH和氨水加入量的二维变化,首次定量得出制备所需Ni、Co、Mn配比三元正极材料的理论最佳条件。此外,从前体及正极材料的结构特性以及最终材料的电化学活性出发,定性探究了最优操作条件。最后,展望了三元正极材料工艺条件优化的科学方法。     

TiO2纳米管阵列的制备改性及应用研究进展

TiO₂纳米管阵列作为一种新型的三维立体纳米材料,因其大的比表面积及特殊的几何结构而受到了广泛的关注与研究。本文回顾了近年来阳极氧化法在Ti基底上原位生成TiO₂纳米管阵列所用电解液的发展趋势,介绍了TiO₂纳米管阵列的特性,如晶型结构、光学和电学特性以及催化活性,阐述了TiO₂纳米管阵列的金属离子掺杂、非金属离子掺杂、金属沉积、导电聚合物复合、半导体复合以及其他等多种改性手段,探讨了TiO₂纳米管阵列在光电催化降解污染物、光解水制氢、染料敏化太阳能电池和传感器以及其他多个领域的应用研究进展。最后,展望了TiO₂纳米管阵列的主要研究方向是对其形貌调控与表面改性等方面作进一步研究,以期为后续研究提供参考依据。     

金属离子对水热法制备半水硫酸钙晶须的形貌及粒径的影响

以二水硫酸钙为原料,采用水热法制备了半水硫酸钙晶须。通过单因素实验得出制备半水硫酸钙晶须的较优工艺条件为：反应温度120℃、料浆质量分数2%、反应时间2h、搅拌速度200r/min,此时所得晶须产物平均直径2.4μm,长径比103.9,晶须呈长针状、规则统一,分散性好。探讨了K⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Al³⁺对较优工艺条件下制备的半水硫酸钙晶须形貌及粒径的影响,结果表明：金属离子对晶须产物形貌及粒径有显著影响。其中低浓度的Mg²⁺、Cu²⁺有助于获得小直径、高长径比的晶须产物;Al³⁺、Fe³⁺对晶须的生长有较强的抑制作用,特别是低浓度的Al³⁺、Fe³⁺使得晶须的形貌发生明显的变化,导致长径比较低;除K⁺外,金属离子浓度越高,所得晶须产物直径越大,长径比越小,并发生团聚现象,晶须由针状变为短棒状,分散性变差。同时探讨了金属离子的作用机理。     

以泡沫镍为基底的纳米片层状Ni2+-Fe3+-V3+LDHs的制备及其电催化析氧性能研究

电催化分解水是能量转化和储存的一种重要形式,析氧半反应是其速率决定步骤。利用一步溶剂热法制备了以泡沫镍为基底的纳米片层状Ni-Fe-V LDHs催化材料,研究了N,N-二甲基甲酰胺用量、总金属离子浓度的变化对产物的物相、形貌、电催化析氧性能的影响,并对产物进行了XRD、SEM、I/E、EIS等表征。研究结果表明,当N,N-二甲基甲酰胺用量为5 mL,总金属离子浓度为40 mmol/L时所得的Ni-Fe-V LDHs的纳米片,在1 mol/L KOH介质中,电流密度为10 mA/cm^2时,其析氧超电势仅为267 mV,具有优异的电催化析氧性能。     

柠檬酸法合成Y_2Mo_3O_(12)粉体的研究

本文采用柠檬酸法合成Y2Mo3O12粉体,对粉体合成的热处理过程进行了TG/DSC研究,利用XRD和SEM等测试手段对粉体晶体结构和微观形貌进行了表征。结果表明,利用柠檬酸法在溶胶体系pH值为4,柠檬酸/金属离子摩尔比为3和780℃烧结6h的条件下可以制备出高纯度正交晶系Y2Mo3O12粉体,产物粒径为0.1~3μm。     

SiCp/Al复合材料化学镀镍工艺的研究

采用在高体分碳化硅增强铝基复合材料表面化学沉积Ni-P合金镀层的方法来改善焊接性能.本文用特殊的前处理工艺,在复合材料表面形成结合牢固、光亮、致密、均匀、连续的Ni-P合金镀层,并观察了镀层形貌和镀覆过程的差异.将不含贵金属钯的活化液应用于该复合材料的活化过程,不仅成功地化学沉积上良好的镍磷镀层,而且能够大大降低成本.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱对基体材料和镀层的结构、表面和截面的微观状态、元素组成进行了测试.结果表明:在酸性镀液中获得的镀层是微晶结构,属于中磷镀层;在碱性镀液中获得的镀层是晶态的,属于低磷镀层.     

Rapid and Continuous Hydrothermal Synthesis of Boehmite Particles in Subcritical and Supercritical Water

Hydrothermal synthesis of AlOOH particles from an Al(NO₃)₃ aqueous solution was examined in subcritical and supercritical water. Continuous and rapid production of AlOOH fine particles was achieved by mixing a metal salt aqueous solution with preheated water fed from another line. The effects of temperature, pressure, and initial concentration of solution on the particle size, morphology, and crystal structure of the metal (hydrous) oxides were examined. These properties are strongly affected by slight changes in pressure and temperature. This strong effect is attributed to the large changes in the properties of water near its critical point resulting from the slight changes in pressure and temperature. The results suggest the simultaneous control of size, crystal structure, and morphology of the particles by hydrothermal synthesis in supercritical water.     

铀酰配合物高效识别水溶液中Fe3+的性质研究

基于含氮的柔性三羧酸配体异氰脲酸三(2-羧乙基)酯(H3tci),合成了一个具有二维空间结构的铀酰配合物(UO2(tci)·2H2O),通过X射线单晶衍射的方法测定了其晶体结构.在水溶液中,研究了该铀酰配合物对过渡金属离子的荧光作用,结果显示,该配合物对Fe3+有较好的敏感性.进一步的探索实验表明,该配合物可以高选择性...     

掺杂对CeO2基电解质材料性能的影响研究进展

掺杂CeO₂基电解质是中低温固体氧化物燃料电池（SOFC）理想的电解质材料。首先阐述了掺杂CeO₂基电解质结构与性能的关系,接着介绍了金属离子掺杂对CeO₂基电解质晶体结构和电子结构的影响,重点综述了单元素掺杂和双元素掺杂对CeO₂基电解质性能的影响。通过分析得出：稀土金属元素单掺杂比碱土金属元素单掺杂更能显著提高CeO₂基电解质的导电性和可烧结性,但稀土氧化物的原料成本要远高于碱土氧化物;双元素掺杂比单元素掺杂具有更多的氧空位无序度和更小的氧离子迁移激活能,因此在提高CeO₂基电解质的离子电导率方面更有优势。总结了CeO₂基电解质材料的掺杂规律及构效关系,以期对制备出性能更加优异的CeO₂基电解质起到一定的指导作用。     

底心正交和三方CrOOH热分解制备氧化铬绿的研究

羟基氧化铬(CrOOH)热分解制备氧化铬绿颜料是铬酸盐氢还原法制备氧化铬绿清洁工艺的单元之一。研究表明，CrOOH的结构对其热分解所得氧化铬绿的色度有显著影响，但CrOOH晶体结构对所得氧化铬绿色度的影响尚未有系统研究报道。本工作通过铬酸钠溶液氢还原制备得到了两种晶型的CrOOH并借助化学滴定、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)对其组成、结构、形貌和热分解过程进行了研究。以两种不同晶型的CrOOH为原料调控制备得到了不同色度的氧化铬绿颜料，借助XRD和SEM对其物相和形貌进行了表征，并使用Datacolor110色度仪测定了其色度参数。结果表明，两种CrOOH的晶体结构分别为底心正交和三方，其形貌分别呈现片状和六方片状，组成可分别写作Cr₂O₃·1.49H₂O和Cr₂O₃·1.12H₂O。与三方CrOOH相比，底心正交的CrOOH热分解得到的氧化铬绿颗粒尺寸更小、大小更均...     

碱金属掺杂硫酸钙短晶的常压水热法合成与热稳定性分析

以磷石膏为原料,采用常压水热法,在Ca2+、Na+、K+氯化物电解质溶液体系中制备了硫酸钙晶须.研究了产物硫酸钙的晶体形貌、晶体结构、受热失水温度和晶体生长控制机理.结果表明:在10wt%~30wt%Ca2+、Na+、K+的氯化物电解质溶液,水热结晶产物形貌均为长径比范围在3~7的短晶.其中,在Ca2+、Na+、K+氯化物体系下,磷石膏分别转化为CaSO4·0.5H2O、Na2 Ca5(SO4)6·3H2O(水钠钙矾石)、K2 Ca(SO4)2·H2O(多钙钾石膏)短晶,晶体受热失水温度分别约为161.2℃、259.4℃与489.8℃.探讨了所掺杂碱金属离子的对短晶结构与热稳定性的影响.为硫酸钙基晶须在塑料改性的应用研究和工业化生产奠定研究基础.