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1.
石利泺  陈腾  宋明 《化学试剂》2021,(4):466-473
水滑石是一种具有层板金属阳离子可搭配、层间客体可替代和高分散性的二维层板状纳米材料,在能量存储与转换应用领域获得广泛的关注和研究。但由于水滑石自身存在容易聚集和电导率差并且在电化学循环过程中易粉化的问题,因此需对水滑石基电极材料进行针对性结构设计,从而提高其电化学性能。系统介绍了水滑石材料的结构与性质特点和当下对其结构调控的研究进展。另外,还详细介绍了其在电化学储能领域的应用进展,主要包括锂离子电池和超级电容器电极材料领域,并展望了今后的研究趋势。  相似文献   
2.
α-Ni(OH)2 is a promising candidate of the currently commercialized β-Ni(OH)2 due to its higher theoretical discharge capacity in alkaline solution; however, its instability and poor conductivity plague the practical application. Herein, we propose α-Ni(OH)2 with Co doping and spherical structure to strengthen the stability and enhance the conductivity and use it as the cathode for nickel-metal hydride batteries. Studies show that proper Co doping promotes the electrochemical reaction between the active materials and the electrolyte due to the spherical α-Ni(OH)2 with enlarged interlayer distance and abundant hole channels, as well as high conductivity of Co, therefore, the obtained spherical α-Ni(OH)2 with 7 mol% Co doping delivers significantly improved discharge capability, which is 384.6 mAh g?1 at 70 mA g?1 (0.2 C), increased by 54.3 mAh g?1 compared with pure α-Ni(OH)2, and at a high current of 5 C, it still gives 269.4 mAh g?1, in contrast 218.5 mA g?1 for the pure α-Ni(OH)2. Besides, the cycling stability of the α-Ni(OH)2 with 7 mol% Co doping maintains 340 cycles at a capacity retention of 80% (1C), which is extended 110 cycles in contrast to the pure α-Ni(OH)2. These results provide the underpinning platform of α-Ni(OH)2 for battery applications with high discharge ability and cycle life.  相似文献   
3.
随着城市化进程的推进和生态文明理念的深入,水库供水任务日趋复杂,涵盖城镇供水、农业灌溉、生态保障多类目标,分析水库多目标供水能力对于工程的功能调整等决策十分必要。本文综合考虑水库供水目标的竞争性与保证率差异性,提出面向双保证率的水库供水能力双层优化计算方法,通过调度线控制和城镇供水能力区间迭代实现满足不同保证率的多目标供水能力计算。外层基于粒子群算法以城镇供水能力最大为目标对水库调度线进行优化,协调不同用户的供水关系;内层在给定规则下通过迭代计算满足双保证率要求的城镇供水能力。通过内外层嵌套计算实现对水库调度规则和供水能力的同步优化。以三亚市赤田水库为实例进行研究,在城镇供水保证率为95%、农业灌溉保证率为90%时,通过优化调度规则得出水库总供水能力为9400万m~3。设置不同农业保证率和农业需水情景作分析对比,二者均对城镇供水能力有影响,总供水能力随农业保证率降低而提高。分析表明,双层优化计算方法可以实现对调度线的优化,得出满足城镇、农业双保证率要求的供水能力,且计算方法收敛稳定性较高,优化生成的调度线年内分布合理,可为水库多目标供水能力的计算和相关决策提供参考。  相似文献   
4.
由于聚合物受热易燃烧,常存在火灾风险,通常需要引入阻燃剂来提升其阻燃性能。水滑石(LDHs)因其无卤、无毒且抑烟性能优异,在阻燃领域受到了越来越多的关注。基于此,对LDHs的结构、制备方法及其阻燃机理进行了介绍,特别是对提高LDHs阻燃性能的途径即从层板阳离子掺杂、层间阴离子插层和表面改性进行了重点综述,并对不同结构LDHs的阻燃机理及阻燃性能进行了总结,最后展望了LDHs作为阻燃剂今后的发展趋势。  相似文献   
5.
Halbach永磁阵列作为一种新型的永磁体排列形式,以其优异的磁场利用率和自屏蔽性能逐渐受到广泛关注,以该永磁阵列为结构基础的电磁阻尼器相较于其他的结构形式表现出更好地磁场性能。以Halbach永磁阵列电磁阻尼器为研究对象,分析它的阻尼特性。首先根据阻尼器的结构形式建立了相应的数学分析模型,并利用分层理论对其进行了解析推导,同时建立有限元模型,并进行了互相印证。计算结果表明,初级与次级相对速度到达临界速度值时电磁阻尼力最大,若相对速度继续增大电磁阻尼力反而减小。通过引入火炮后坐运动方程,分析强冲击载荷下电磁阻尼器的电磁阻尼力、后坐速度和后坐位移规律,确保在后坐过程中后坐速度不超过临界速度。通过有限元法研究了不同气隙宽度和内筒厚度对电磁阻尼力的影响,结果表明电磁阻尼力随着气隙宽度的增大而减小,内筒厚度过大会导致电磁阻尼力曲线呈现出“马鞍”型。合理地选择结构参数能够避免退磁现象,确保所设计的电磁阻尼器能够满足使用要求,为电磁阻尼器的设计提供了参考。  相似文献   
6.
Two electron oxygen reduction reaction to produce hydrogen peroxide (H2O2) is a promising alternative technique to the multistep and high energy consumption anthraquinone process. Herein, Ni–Fe layered double hydroxide (NiFe-LDH) has been firstly demonstrated as an efficient bifunctional catalyst to prepare H2O2 by electrochemical oxygen reduction (2e? ORR) and oxygen evolution reaction (OER). Significantly, the NiFe-LDH catalyst possesses a high faraday efficiency of 88.75% for H2O2 preparation in alkaline media. Moreover, the NiFe-LDH catalyst exhibits excellent OER electrocatalytic property with small overpotential of 210 mV at 10 mA cm?2 and high stability in 1 M KOH solution. On this basis, a new reactor has been designed to electrolyze oxygen and generate hydrogen peroxide. Under the ultra-low cell voltage of 1 V, the H2O2 yield reaches to 47.62 mmol gcat?1 h?1. In order to evaluate the application potential of the bifunctional NiFe-LDH catalyst for H2O2 preparation, a 1.5 V dry battery has been used as the power supply, and the output of H2O2 reaches to 83.90 mmol gcat?1 h?1. The excellent electrocatalytic properties of 2e? ORR and OER make NiFe-LDH a promising bifunctional electrocatalyst for future commercialization. Moreover, the well-designed 2e? ORR-OER reactor provides a new strategy for portable production of H2O2.  相似文献   
7.
基于有限单元法,将群桩划分为有限个2节点单元,从而构建了竖向受荷群桩的有限元求解方程;为了模拟饱和软黏土的流变特性,通过Laplace变换,推导了分数阶导数Merchant模型中的应力–应变关系;引入弹性-黏弹性对应原理,得到横观各向同性分数阶黏弹性饱和软土地基的边界元解答;考虑桩-土界面处的位移协调,将群桩有限元求解方程和地基边界元解答进行耦合,推导出群桩-土相互作用方程;再根据群桩承台的位移协调条件,求解得到群桩基础状态量的时变解答;基于以上理论,设计了数值算例,以验证方法的正确性,并分析了分数阶次对群桩时效行为的影响。  相似文献   
8.
设计制作了双面直剪型陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑试块并进行剪切破坏试验,发现各组试块的最终剪切破坏面层不同程度地由两侧混凝土及初始浇筑面层共同组成.为此,给出了具有内部分层式速度间断面的剪切破坏机构模型,并选用Mises屈服条件及Coulomb剪破条件,根据塑性极限分析原理建立了2种混凝土黏结层剪切破坏强度的解析解.结果表明:陶粒轻骨料混凝土与普通混凝土叠合浇筑时,考虑浇筑结合面处理方式、浇筑间隔时间及法向力影响的最终剪切破坏遵循Mohr-Coulomb强度准则.  相似文献   
9.
层状氧化物正极材料具有良好的结构稳定性和较高的充放电比容量,是一类理想的钠离子电池正极材料。本工作研究了层状氧化物正极材料NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面修饰对其电化学性能的影响,采用固相球磨法在正极材料表面包覆一层纳米ZrO2,采用形貌、结构、电化学方法等研究了包覆后性能改进机理。研究结果表明,ZrO2在NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2表面形成一层惰性保护层,有效隔开了电解液与正极材料的接触,缓解了电解液的分解速度,抑制了金属离子的溶出速度,从而显著改善了电池的循环性能以及高温性能。在ZrO2包覆修饰后,55℃下正极材料相比于未包覆的正极材料有明显提升,100次循环后容量保持率达到83.6%,高于未包覆的75.2%。此外,包覆后的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极材料在空气环境存储后,稳定性得到明显提高。  相似文献   
10.
The rational design of photocatalyst that can effectively reduce CO2 under visible light(l>400 nm),and simultaneously precise control of the products syngas(CO/H2)ratio is highly desirable for the Fischer-Tropsch reaction.In this work,we synthesized a series of CeO2-decorated layered double hydroxides(LDHs,Ce-x)samples for photocatalytic CO2 reduction.It was found that the selectivity and productivity of CO and H2 from photoreduction of CO2 in conjunction with Ru-complex as photosensitizer performed an obvious“volcano-like”trend,with the highest point at Ce-0.15 and the CO/H2 ratio can be widely tunable from 1/7.7 to 1/1.3.Furthermore,compared with LDH,Ce-0.15 also drove photocatalytic CO2 to syngas under 600 nm irradiation.It implied that an optimum amount of CeO2 modifying LDH promoted the photoreduction of CO2 to syngas.This report gives the way to fully utilize the rare earth elements and provides a promising route to enhance the photo-response ability and charge injection efficiency of LDH-based photocatalysts in the synthesis of syngas with a tunable ratio under visible light irradiation.  相似文献   
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