溶胶-凝胶模板法合成MnO2纳米线

本文通过两步阳极氧化在 0 .5M硫酸和 5g L草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜 ,经 5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一 ,排列有序 ,并具有一定厚度的阳极氧化铝模板 (AAO) ,以该氧化膜为模板 ,用溶胶 凝胶法在其微孔内合成了MnO2 纳米线。利用扫描电镜 (SEM)对模板和纳米线材料的形貌进行了表征 ,发现氧化铝模板微孔直径为 75± 2nm ,MnO2 纳米线直径在 70nm左右 ,长度为 5 0 0～ 70 0nm。通过X 射线衍射 (XRD)检测可知该纳米线为α MnO2 。循环伏安 (CV)表明α MnO2 纳米线在 2 .0mol L (NH4 ) 2 SO4 溶液中具有优良的电容行为 ,比电容达 1 6 5F g ,是一种理想的超级电容器电极材料。     

高温下锂离子电池电解液与电极的反应

采用DSC和XRD方法研究了1 mol.L-1 LiPF6电解液的热行为,发现EMC和H2O降低了1 mol.L-1 LiPF6电解液(溶剂为EC\DML,质量比为1:1)的热稳定性。电解液热分解反应是EMC分解生成DEC和DMC,而DEC和DMC与LiPF6的分解产物PF5发生系列化学反应,释放大量反应热与气体。由于可燃性电解液与Li0.5CoO2的热分解产物O2之间发生燃烧反应,使Li0.5CoO2发生复杂的热分解反应。高温下电解液与LiC6电极的热反应主要是:固体电解质膜(SEI膜)的碎裂反应,LiC6与粘结剂和电解液之间的反应。热反应主要发生在石墨的表面,而石墨的晶形结构在160℃热反应前后没有变化。     

锌空电池及其材料的研究

锌空电池由于其性能稳定、比能量高、材料来源广泛、成本低廉,其研究开发深受重视,尤其是其正极材料的研究深受关注。以CoO、Ag2O、CaO、MnO2、Ba(OH)2、Ni(OH)2、KMnO4等原料作为空气电池正极催化材料,通过对它们进行电化学测试,发现混合催化剂对氧的阴极还原有更好的催化活性;特别是掺杂了氢氧化合物类的催化剂后,电极显示出较好的电化学性能,表明它们更适合作锌空电池氧电极材料。混合催化剂做成的电池放电曲线更加平稳,放电容量更大。     

纳米α-MnO2/活性炭混合超级电容器的性能

研究了以纳米α-MnO₂和活性炭（AC）为电极材料的超级电容器,分别对纳米α-MnO₂的制备、电解液浓度的影响进行了研究,组装了MnO₂/KOH/MnO₂、AC/KOH/AC、MnO₂/KOH/AC三种类型的模拟电容器,用循环伏安、恒流充放电、自放电以及时间常数法对电极和电容器进行性能测试,发现当电解液KOH浓度为7 mol•L^-1时,混合超级电容器性能最佳,α-MnO₂单电极比电容可达237 F•g^-1,混合电容器工作电压高达1.5 V,并且具有良好的大电流放电性能和较好的循环寿命,实验还表明混合超级电容器具有极低的自放电率.     

两级MBfR工艺处理高强度生活废水能力研究

针对受控生态生保系统（CELSS）中生活废水（含卫生废水和尿液废水）的水质特点，采用厌氧、好氧两级MBfR工艺，完成CELSS特征性生活废水的微生物转化处理，以达到循环回用作植物营养液的水质要求。本文研究了水力停留时间（HRT）、尿液强度对该工艺有机物去除及氮素转换效率的影响。试验结果表明，当HRT≥1 d时，HRT对该系统TOC的去除效率无明显影响，其去除效率大于90%，出水TOC的浓度低于15 mg/L； HRT=1 d时，好氧反应器全程硝化能力达到最高，其容积负荷为0.418 kg N/(m³·d)；而HRT≥2 d时，能获得相对更为稳定的氮素转换效率。工艺系统最高能处理1/5尿液强度的生活废水，该条件下，系统TOC的去除率达94.3%，出水TOC浓度低于20 mg/L；系统氮素的全程硝化效率为90.6%，且反应器容积负荷较高为0.409 kg N/(m³·d)。本文构建的两级MBfR工艺能较好地实现CELSS中特征性生活废水的有机物去除和氮素的有效转换，研究结果可为CELSS中生活废水微生物处理系统的设计和运行提供参考。     

超级电容器用MoO3/AC复合电极的制备

以七钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]和HAc为原料,制备了超级电容器电极活性材料-MoO3超细粉末.利用SEM、XRD、TG-DTG和IR等方法对样品进行了物理测试.用循环伏安研究了不同配比的MoO3和活性碳组成的MoO3/AC复合电极在不同电解液中的电化学性能.结果表明:当MoO3含量在0.3%～3.0%时,在酸性或碱性的电解液中,电极的电容量增加;在0.5 mol/L H2SO4溶液中,MoO3含量为1.41%时,MoO3/AC复合电极的比电容高达102.68 F/g.     

金属-空气电池氧还原反应催化剂研究进展

氧还原电极催化剂是金属空气电池的关键电极材料,综述了金属-空气电池氧还原电极催化剂的研究进展,包括贵金属及其合金、过渡金属氧化物以及过渡金属有机大环化合物等催化剂.过渡金属氧化物因价格低廉、性能优良而具有广阔的应用前景.通过对各种氧还原反应催化剂性能进行比较,认为未来金属-空气电池发展的关键在于寻求更高性价比的氧还原反应催化剂.     

太阳能光解水制H2研究进展

氢气是未来人类社会发展可利用的理想能源,光解水制H2的关键是具有高性能的光催化剂.本文论述了光解水的机理,综述了近年来有关TiO2、过渡金属氧化物、层状金属氧化物、光生物催化剂以及其他新的复合物在光解水方面的研究进展,讨论了提高其光催化反应活性的途径,对存在的问题和前景进行了展望.     

三维花球状BiOCl/海泡石的制备及其在可见光催化降解双酚A中的应用

以海泡石为载体,硝酸铋、氯化钾为原料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用简单的水热法制备出1种三维花状的BiOCl/海泡石复合光催化剂。利用SEM、XRD、BET、UV-Vis DRS和FT-IR对其进行表征,考察了BiOCl与海泡石质量比、催化剂质量浓度、初始p H、双酚A(BPA)初始质量浓度等因素对BPA降解率的影响。实验结果表明,当复合催化剂中海泡石质量分数为10%、催化剂质量浓度为1 g/L、p H=6、BPA初始质量浓度为10 mg/L时,BPA的降解效率最佳。且最佳质量比的复合光催化剂具有较高的稳定性能,重复使用3次后对BPA的降解率仍保持95%以上。     

超级电容器电极材料--MnO2的电化学制备及其性能

在25℃,沉积电位为0.50～0.95V条件下,从0.25mol/L醋酸锰溶液中,在石墨电极上沉积出二氧化锰(MnO2)。用扫描电镜(SEM)对所得样品的表面形貌进行了测试,并用循环伏安技术测试了不同沉积电位下制备的二氧化锰电极在不同电解液中的比电容。通过比较不同电解液中的循环伏安行为,发现二氧化锰电极在2mol/LKCl溶液和2mol/L(NH4)2SO4溶液中的循环伏安特性较好,在0.5V下沉积的二氧化锰性能最好。当扫描速度为5mV/s时,其比电容分别为274.74F/g和309.74F/g,并且在2mol/LKCl溶液中电极具有更好的可逆性。