掺Cr改性MnO2的制备及其电化学性能

采用低温固相氧化还原反应法制备出掺Cr的纳米MnO2.通过X射线衍射仪对其结构进行表征,结果表明:所得样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相,以纳米MnO2作为超级电容器的电极材料的单电极活性物质测得其比电容为95 F/g,掺入Cr的电极材料其比电容最大可达到163 F/g.循环伏安和恒流充放电测试结果表明,化学掺杂的配比对MnO2电化学性能的影响较大.当Mn与Cr的摩尔比为100:1时,材料具有较好的放电性能,其放电容量可提高70%.表明化学掺杂Cr有利于提高MnO2电极的电化学性能.     

纳米氧化锌对镍氢电池正极电化学性能的影响

采用直接沉淀法制备纳米ZnO,将其作为添加剂制备镍氢电池正极,研究添加不同含量的纳米ZnO对电极电化学性能的影响。结果表明,添加纳米ZnO后的氢氧化镍电极具有更高的放电容量,放电平台更高、更长、更平,可逆性增强,导电性提高且也在一定程度上提高了析氧过电位,表现出良好的电化学性能。其中添加4%(质量分数)纳米ZnO电化学性能最好,具有最高的放电容量,可达到305mAh/g,放电平台最高,最长、最平。     

纳米氧化锌对镍氢电池电化学性能的影响

采用均匀沉淀法制备纳米氧化锌,将其作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究正极中添加不同质量分数的纳米ZnO对电极电化学性能的影响,初步探讨纳米氧化锌在电极内部的反应机制。结果表明,掺杂后氢氧化镍电极的导电性提高,电化学活性增强,有效地提高了活性物质的利用率,改善了电极反应的传质和传荷条件,使电极中电活性粒子具有合理的分布,因而显示出良好的电化学性能。经过比较,添加质量分数为4%的纳米ZnO电化学性能最佳,在60周和80周时放电容量仍有282和272mAh·g-1,而且放电平台较高。     

合金Al-Fe/C纳米复合粒子形成机制及其储锂电化学行为

以微米Al粉和Fe粉为原料,采用直流电弧等离子体气相蒸发法,在氢氩和不同CH_4含量气氛下制备了Al-Fe和Al-Fe-C纳米复合粒子。研究纳米粉体的形成机制、结构、形貌及其电化学性能,着重研究C原子的加入对纳米粒子产物的成分组成、相结构及电化学性能的影响,对各种纳米粒子形成规律及嵌/脱锂电化学机制进行了探讨。结果表明:无碳气氛下制备的Al-Fe粒子呈球状;在含碳气氛下,随着C含量的提高,粒子形貌向柱状和线状发展,粉体相组成由Al向Al_4C_3转变,合金种类由FeAl_2向Fe_2Al_5转变。当电流密度为100 mA/g时,4种复合材料电极的首次放电容量分别为348.8、193.3、275.5和628.8 mA·h/g,金属间化合物Fe_2Al_5相的形成有利于提高充/放电容量和抑制体积变化,有效提高了电极的循环稳定性能。     

纳米MnO2的制备及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了纳米MnO2,并对其进行了酸化和高温处理.采用化学分析、XRD、红外光谱、循环伏安、恒流放电等测试方法对处理前后的样品进行分析.研究结果表明,酸化后的样品氧化度和表面积增大,粒径减小,放电容量增大;经过500℃高温及酸化处理后的样品,其氧化度更高,粒径更小,其原因可能是高温酸化后,样品中的质子与O2-更易结合,从而使样品的活性提高.制备的纳米MnO2与电解二氧化锰(EMD)相比,在-0.4 V处,其放电容量高出52%.     

La2O3改性Mg-Ni纳米复合粒子的结构及电化学性能

采用直流电弧等离子体法制备出Mg-Ni和Mg-Ni/La2O3两种镁基合金纳米粒子,研究了稀土氧化物La2O3对Mg-Ni纳米粒子进行表面改性后对其相结构及电化学性能的影响。结果表明:稀土氧化物La2O3对Mg-Ni纳米粒子进行表面掺杂改性后,有效地抑制了MgO和Mg(OH)2相生成。掺杂La2O3以后,Mg-Ni纳米粒子的电化学性能得到了明显的改善,提高了它在强碱性介质中的耐蚀性能和放电性能。     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)的制备及电化学性能

采用嵌段聚合物型表面活性剂P123作为结构导向剂,利用溶胶-凝胶方法制备出纳米TiO2作为合成Li4Ti5O12锂离子电池负极材料的原料之一.然后采用湿法球磨辅助的固相反应合成方法,以丙酮作为球磨介质,制备出Li4Ti5O12锂离子电池负极材科,并对所制备的Li4Ti5O12电极材料进行扫描电镜SEM、透射电镜TEM、粉末X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)以及循环性能测试.电化学性能测试表明所制各出的锂离子电池负极材料Li4Ti5O12具有较高的放电比容量和优异的循环性能.在电流密度为16 mA/g时首次放电比容量为155 mAh/g,首次库仑效率为98.3%.300次循环结束时放电比容量仍可达150.8 mAh/g,约为首次放电比容量的97.3%,300次循环容量仅衰减了2.7%.     

中间层对钛基锡钌钴纳米涂层物化性能的影响

采用热分解法,制备了结构为Ti/中间屋/RuSnCo的三元阳极纳米涂层,研究了涂层的结构与物化性能.结果表明:(1)MnO2中间层能显著减小涂层裂纹数;(2)采用MnO2中间层的三元阳极纳米涂层的孔隙率较大,涂层的电催化性能最好;(3)采用MnO2中间层的三元阳极纳米涂层电解寿命最高,为1970 min,是无中间层的2倍.     

超临界流体干燥法(SCFD)制备纳米级铜粉

采用均相溶液化学还原法与超临界流体干燥法相结合的组合技术,制备了高纯度、高分散性、高抗氧化性的立方晶系纳米级铜粉.通过考察反应体系pH值、反应物配比、无水硫酸铜浓度、反应温度、分散剂对反应速度及产物粒径的影响,得出最佳工艺条件是:pH值为2,无水硫酸铜与次亚磷酸钠的摩尔比为1:1.3,无水硫酸铜浓度为0.2 mol/L,采用复合非离子型分散剂,反应温度为50℃,反应时间为2 h.经超临界流体干燥制得的纳米铜粉用IR、TEM、XRD进行了表征.结果表明,粉体颗粒为球形,粒径约为25 nm;与普通干燥法比较,超临界流体干燥法实现了粉体干燥与表面改性一步完成.最后,讨论了纳米铜粉对润滑油摩擦学性能的影响.     

复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料的制备与电化学性能研究

以超声波辅助沉淀法合成的纳米级球形FePO4·2H2O为原料,采用碳热还原法制备了复合金属掺杂的LiFePO4/C复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒电流充放电测试,循环伏安和交流阻抗测试表征了FePO4·2H2O和LiFePO4/C的物相、结构和电化学性能。结果表明,溶液浓度为0.1 mol/L时制备的FePO4·2H2O为分布均匀的纳米级球形颗粒。复合金属掺杂显著提高了LiFePO4的放电比容量,Ni和Nb复合掺杂的LiFePO4/C复合材料表现出了最佳的电化学性能,0.1 C倍率条件下首次放电容量158.8 mAh/g,1 C倍率下首次放电容量150.2 mAh/g,100次循环后容量保持率分别为98.30%和97.8%。Ni和Nb复合掺杂后提高了LiFePO4的锂离子扩散速率和电导率。     

非晶态氢氧化镍材料电极理论放电容量估算

采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出非晶态氢氧化镍，将其粉体制成微电极作为研究电极，并以Pt电极作为辅助电极，Hg·HgO电极作为参比电极构成三电极体系。通过对非晶态氢氧化镍样品电极过程极化曲线的测试，计算其交换电流密度和极限电流密度，并根据计算结果，估算出非晶态氢氧化镍作为电极活性材料在充放电过程中电极反应转移电子数近似为1．35，理论放电比容量为393．26mAh／g，表明具有较高的电化学容量。     

Study on the preparation and electrochemical characteristics of MgNi–CoB alloys

To improve the electrochemical performance of MgNi hydrogen storage electrode in alkaline solution, the cobalt boride powder which was prepared by mechanical alloying (MA) method was introduced. MgNi–CoB composites were prepared also by MA. The XRD patterns show they have amorphous structures. SEM photographs suggest the particle size of the composite is about 2–3 μm. It is found that the cycle stability is improved by adding small amount of CoB. The relationship of the mass ratio of MgNi:CoB and electrochemical properties was also studied. After 50 charge–discharge cycles, the discharge capacity of the MgNi–CoB composite was 29.65% higher than MgNi alloy. The cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anticorruption test (potentiodynamic polarization) were also carried out. The results show that the cycle stability and the anticorrosion behavior of MgNi alloy in alkaline solution benefit from CoB doping.     

粉末电爆喷涂方法制备Ti3SiC2涂层

在自制的连续送粉电爆喷涂设备上,以Ti₃SiC₂粉末为电爆喷涂材料制备了Ti₃SiC₂涂层。根据所制备涂层的表面形貌和截面特征,分析了充电电压、粉末粒径、石墨掺入量对电爆喷涂过程的影响。结果表明,粉末粒径为28 μm,充电电压高于15 kV、掺入的石墨粉为10%时,涂层沉积率较高,均匀性较好。XRD分析表明,涂层由TiC与Ti₃SiC₂组成。采用胶结对偶试样拉伸试验法测定的涂层结合强度大于37 MPa。分析认为,掺和石墨粉可提高电爆时粉末的导电性,减少粉末粒子外边缘的沿面放电,使粉末获得更加充分的加热,有利于涂层的形成。     

碳纤维负载Pd-TiO2光催化材料的制备及表征

以PAN基碳纤维为载体,采用溶胶-凝胶法制备碳纤维负载TiO2的光催化材料(TiO2/CF),用常温氧化-还原法在其表面沉积贵金属Pd粒子对其改性,制备碳纤维负载Pd-TiO2的光催化材料(Pd-TiO2/CF).XRD分析表明:采用溶胶-凝胶法在碳纤维表面形成了锐钛矿型TiO2.选择偶氮类染料酸性橙Ⅱ作为光催化降解目标物,用紫外吸收光谱分析等TiO2负载量的TiO2/CF,Pd-TiO2/CF和粉末型TiO2的光催化活性.结果表明:TiO2在负载条件下光催化活性有所下降;Pd粒子沉积可有效提高光催化活性;对于酸性橙Ⅱ溶液,Pd-TiO2/CF光催化活性较TiO2/CF、粉末型TiO2均有显著提高.     

溶胶-凝胶法制备球形Li_4Ti_5O_(12)及其电化学性能研究

为提高Li4Ti5O12材料的振实密度,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,通过溶胶-凝胶法合成了球形Li4Ti5O12材料。利用TGA/DSC、XRD、SEM、CV和恒流充放电仪对材料的结构、形貌和电化学性能进行测试。结果表明,在800℃热处理12 h所得样品为单一的尖晶石晶体结构,结晶度较高,颗粒基本呈规则球形、流动性较好,粒径分布均匀,并表现出较好的电化学性能,振实密度达1.86 g/m L。在室温下以0.1 C充放电时,其首次放电比容量为173.19 m Ah/g,50次充放电循环后其放电比容量保持率为97.4%。     

粉末粒度对贮氢合金Ml（NiCoMnTi）5电化学性能的影响

系统地研究了粉末粒度对贮氢合金Ｍｌ（ＮｉＣｏＭｎＴｉ）５电化学性能的影响。结果表明,在２００μｍ－〈３８．５μｍ的粒度范围内,合金粉超细,其放电容量就越高,高倍率放电性能就越好,循环稳定性就越佳;将两种不同粒度的合金粉混合使用时,两种合金粉的粒径相差较大,其放电容量越高,且当粗细粉质量比为７：３时,放电容量达到最高。     

添加剂K2MnO4对铝阳极电化学性能的影响

用塔菲尔曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗、恒电流放电等方法，研究了在4mol／LKOH溶液中，添加剂K2MnO4对四种纯铝阳极（99．999％、99．99％、99．82％、99．5％）电化学性能的影响，结果表明：K2MnO4能够提高铝阳极的电荷传递电阻（R）、抑制析氢腐蚀，同时提高其电活化性能（如降低极化、开路电位负移、放电性能提高），特别是对工业纯铝（99．5％）的活化性能改善很大；此外，K2MnO4的最佳浓度为0．8mmol／L。     

非晶态纳米氢氧化镍电极材料物理特性与电化学性能

采用快速冷冻沉淀法制备出了非晶态纳米氢氧化镍。对制得材料样品进行了XRD，SEM，TEM，DSC和比表面积与孔径分析，将其制成MH-Ni电池正极材料进行充放电性能测试。结果表明：材料粉体为非品态，颗粒粒度为纳米级，类似球形。非晶纳米Ni（OH）2的热分解温度286．4℃低于常规球形Ni（OH）2的热分解温度333.8℃，同时具有较大得比表面积和孔径，分别为76．2089m^2·g^-1和37．7nm。与普通β-Ni（OH）2相比较，非晶态纳米氢氧化镍电极充电电压低，放电电压平台时间长，且高达1．258V，放电比容量为349．85mAh／g，具有较好的循环性能，20次循环后其容量衰减仅为1．28％。     

纳米氧化物La0.8Sr0.2MnO3的制备研究

用添加表面活性剂的苹果酸溶胶凝胶法制备出纳米钙钛石型氧化物La0.8Sr0.2MnO3。通过差热热失重分析,确定了氧化物的焙烧制度。XRD分析表明,所烧制的氧化物样品特征衍射峰明显,杂峰少,晶形完整,其物相为钙钛石结构。表面活性剂因其亲油基团和亲水基团与胶体粒子可以发生复杂的相互作用,形成胶束和胶团,保护了胶体粒子不长大,从而有效地减小氧化物粉料的颗粒粒径,并且在纳米材料的制备过程中能显著降低纳米微粒的表面张力,从而可防止原生粒子团聚,所以在溶胶的制备过程中添加了表面活性剂聚乙烯醇(PVA)。根据谢乐公式计算得出,添加了PVA后,氧化物粉料的粒径约为17nm。TEM分析表明,聚乙烯醇可以作为纳米氧化物粉体La0.8Sr0.2MnO3的分散剂,添加适量的PVA可使纳米粒子的团聚现象得到了明显改善。