喷雾热解法制备超细MnO2及其电化学性能

采用喷雾热解法制备了超细MnO₂阴极材料,并利用XRD、SEM和电化学测试方法研究了MnO₂的相组成、形貌、电化学性能以及在碱性溶液中的阴极极化行为.实验结果表明,喷雾干燥后的样品呈球形,表面有裂纹,经热处理后产物为Mn₂O₃,此时颗粒表面碎裂,形成多孔材料,酸处理后得到γ-MnO₂,含量超过90％.与EMD（电解二氧化锰）相比,所制备样品的放电容量（截止电压1.0V vs Zn）为215mAh·g^-1,放电深度可达一电子理论容量的70％,比EMD提高了15％;结合稳态极化和电化学阻抗法,发现质子在MnO₂晶格中的扩散符合多孔电极的阻挡层扩散模型,由等效电路拟合得到的数据能够较好地解释实验现象,反映了质子固相扩散的真实情况.     

氨氟化处理石墨毡对钒电池正极反应电催化性能的影响

在稀氨水、稀氢氟酸或氨水与氢氟酸共存(氨氟化)条件下对石墨毡(GF)进行了水热处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)方法对处理前后GF的表面形貌、化学性质及其电催化性能进行了表征。结果表明:不同条件的水热处理均有助于提高GF的比表面积和含O官能团数量,并且含N和F官能团的引入可显著提高GF对VO_2~+/VO_2~+电对的电催化活性。另外,GF电极先经稀氨水浸泡再加入氢氟酸处理后表现出了最好的性能,以其为正极时的电池,当电流密度为50 mA/cm~2时,表现出了较好的电化学性能和稳定性。     

氨基酸类添加剂对全钒液流电池性能的影响

将天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸作为全钒液流电池(VRFB)正极电解液添加剂,对电解液的电化学活性及稳定进行了初步的研究。循环伏安和电化学阻抗谱等测试结果表明,酸性氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)比碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸、组氨酸)更适合用作添加剂,其中添加3%天冬氨酸的正极电解液表现出了最好的电化学反应动力学行为和良好的热稳定性。由恒电流充放电测试结果可见,正极电解液中加入3%天冬氨酸后电池的能量效率高达81.7%,比未加氨基酸的电池提高了4.4%,并且电池放电容量也显著提高。该结果初步表明天冬氨酸是一种具有良好应用前景的VRFB电解液添加剂。     

3,6-二氯吡啶甲酸电化学合成及其工业化生产

The industrialization of electrochemical synthesis of 3,6-dichloropicolinic acid(3,6-DCP) from 3,4,5,6-tetrachloropicolinic acid(3,4,5,6-TCP) in a tank-type undivided electrolytic cell with silver cathode was investigated. The experimental results showed that the electrolytic performance greatly depended on the operation parameters, such as flow rate of electrolyte, temperature, and concentration of NaOH. The reduction of 3,4,5,6-TCP to 3,6-DCP was favored by increasing temperature and flow rate of electrolyte. Industrialization tests of electrochemical synthesis of 3,6-DCP were conducted under the following conditions: silver cathode, temperature 313 K, flow rate 6 cm·s^-1, concentration of NaOH 8%(mass), concentration of 3,4,5,6-TCP 5%（mass）, cathode current density 600 A·m^-2. The current efficiency and conversion ratio of 3,4,5,6-TCP were more than 76% and 99%, respectively. The yield of 3,6-DCP was up to 90% and DC power consumption was 2. 939 kW·h·(kg 3,6-DCP)^-1. The purity of the product was higher than 95%, and its melting point was 151—153℃.     

硫化黑2BR 200%在石墨镀银电极上的电催化还原

采用涂附法制备了石墨镀银电极。用配有EDS的扫描电子显微镜(FE-SEM)对石墨镀银电极表面结构进行了表征,以石墨镀银电极和石墨电极为工作电极,采用线性扫描法研究了硫化黑在NaOH溶液中的电化学还原行为,探讨了溶液pH值对硫化黑2BR 200%电还原反应的影响。实验结果表明：用涂附法制备得到的石墨镀银电极表面分布了大量金属银颗粒,该石墨镀银电极对硫化黑2BR 200%的还原反应显示了很高的电催化活性,其电催化活性高于石墨电极;电解液的pH值越大,硫化黑的电还原反应就越容易。在恒电流电解中,以镀银石墨电极为阴极,电流密度为6.25 mA•cm^-2,反应温度为(27±2)℃时,硫化黑的电解实验的电流效率可达92.2%。     

LiTFSi/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为(英文)

采用循环伏安、计时电位和计时电流等电化学测试技术考察LiTFSI/KTf熔盐电解质中锂在铝电极上的电化学行为。结果表明:在该熔盐中,锂在铝电极上的电化学还原过程伴随着锂铝合金的成核过程,锂在铝电极上的嵌入过程平缓、稳定。恒电流充放电循环实验发现,首次循环的库仑效率很低,这主要归结于Li-Al合金对锂元素的持留能力。通过XRD和SEM表征了充放电前后铝电极的物相组成和表面形貌。计时电流实验发现,锂原子嵌入铝电极中形成α-Li-Al合金的过程受锂在铝基体内的扩散步骤控制,且该扩散系数为1.8×10-10cm2/s。     

有机-水混合溶剂中氯离子对C—H键的电氧化腈化性能

有机电化学合成中大部分有机反应底物不溶于水,往往需要添加适量的有机溶剂形成有机-水混合溶剂。氯离子作为无机媒质在有机电化学合成中应用广泛,但氯离子往往溶解于水相中。而溶剂是电化学合成中的一个重要影响因素,因此很有必要对氯离子在有机-水混合溶剂中的电化学性能进行系统研究。采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电量法研究了氯离子在有机-水混合溶剂中的动力学参数,考察了阳极材料、扫描速率、混合溶液中水的含量、有机溶剂的种类等对氯离子电化学氧化性能的影响。并以氯离子为媒质,在无隔膜电解槽中,通过间接电化学活化对甲氧基甲苯(p-MeOBT)甲基上的C—H键原位生成醛,并进一步转化为相应的腈类化合物。以p-MeOBT为反应底物,在乙腈-水混合溶液(体积比7∶3)中,恒电流电解(CCE) 12 h,60℃下,目标产物对甲氧基苯甲腈(p-MeOBCN)的收率达80%。通过对反应过程中各中间物种的监测,提出了可能的C—H键间接电腈化腈化反应机理。     

离子液体RMimBF4中硝基苯电还原传荷特性

采用循环伏安法研究了离子液体RMimBF₄中硝基苯在微铂电极上电还原动力学特性参数——传递系数α的变化规律。研究结果表明,离子液体中,硝基苯电还原过程的第2个电子转移反应是速度控制步骤。该反应的传递系数α随硝基苯浓度增加而减小;相同浓度时,温度升高,α迅速增大。在离子液体EMimBF₄-水-硝基苯体系中,相同硝基苯浓度下,随水含量增加,α先减小,后增大。不同离子液体中,α的变化规律为：EMimBF₄＞〖JP〗BMimBF₄＞HMimBF₄。     

有机-水混合溶剂中氯离子对C—H键的电氧化腈化性能

有机电化学合成中大部分有机反应底物不溶于水,往往需要添加适量的有机溶剂形成有机-水混合溶剂。氯离子作为无机媒质在有机电化学合成中应用广泛,但氯离子往往溶解于水相中。而溶剂是电化学合成中的一个重要影响因素,因此很有必要对氯离子在有机-水混合溶剂中的电化学性能进行系统研究。采用循环伏安法(CV)、线性扫描法(LSV)、计时电量法研究了氯离子在有机-水混合溶剂中的动力学参数,考察了阳极材料、扫描速率、混合溶液中水的含量、有机溶剂的种类等对氯离子电化学氧化性能的影响。并以氯离子为媒质,在无隔膜电解槽中,通过间接电化学活化对甲氧基甲苯(p-MeOBT)甲基上的C—H键原位生成醛,并进一步转化为相应的腈类化合物。以p-MeOBT为反应底物,在乙腈-水混合溶液(体积比7∶3)中,恒电流电解(CCE) 12 h,60℃下,目标产物对甲氧基苯甲腈(p-MeOBCN)的收率达80%。通过对反应过程中各中间物种的监测,提出了可能的C—H键间接电腈化腈化反应机理。     

镍碳修饰的硅亚微米线用于高效能锂离子电池负极

电动汽车、便携式电子设备和储能设备等行业的快速发展,对高能量密度锂离子电池的需求 日益迫切．硅材料由于具有最高的理论储锂容量,目前成为锂离子电池负极材料的研究热点．通过 温和的溶液刻蚀工艺并结合热解还原法制备了镍、碳修饰的亚微米一维结构硅负极材料,并对其进 行结构分析和电化学研究．结果表明：制备所得的硅亚微米线表面实现了镍纳米粒子的均匀修饰和 碳材料的包覆,在１Ｃ的电流密度下表现出９００ｍＡｈ／ｇ的可逆储锂容量．一维结构设计与镍、碳修 饰可以提升硅材料的循环与倍率性能,为高性能锂离子电池负极材料的制备提供可能．