纳米碳球/氧化镍复合物的制备及性能表征—一个研究型物理化学实验的设计

文章根据电化学中的氧化还原"赝电容"理论,设计关于超级电容器电极材料的研究型物理化学实验。本实验采用水热合成法,以葡萄糖为原料,水热合成"胶质碳球",再以"醋酸镍"为金属前驱体,以"胶质碳球"为碳前驱体,制备"纳米碳球/氧化镍"复合物。利用电化学工作站的循环伏安法测试所制备材料的电化学性能。     

氮掺杂多孔碳微球的制备与超级电容器性能测试——一个研究型物理化学实验的设计

本论文结合电化学理论内容,设计关于超级电容器电极材料的研究型物理化学实验,采取理论联系实际的教学方式介绍电极材料的制备方法及电化学性能测试原理。使学生更加直观地了解物理化学的前沿热点及先进的研究方法,激发学生的科学研究兴趣,培养学生的实践能力。     

内燃机缸体加工生产线研究

缸体的质量优劣直接影响着内燃机的性能和寿命,其加工工艺应向高效化、精密化、清洁化发展。通过对中大功率内燃机缸体加工的工艺流程、关键项点以及建立加工生产线应考虑的因素等方面进行阐述,引伸出缸体刚性与柔性加工生产线的配置方案,并对其关键设备、应用状况等方面进行研究。旨在通过优化工艺方案,实现加工全过程能够预测可能产生的缺陷及采取相应的防止措施,从而控制和保证产品质量,使工艺设计由经验判断走向定量分析,以期得出适合我国中大功率内燃机缸体加工生产线的最佳方案。     

活性中间相碳微球在不同电解液中电化学性能

以中间相碳微球(MCMB)为原料,采用KOH活化法制备了具有高比表面积的活性中间碳微球(a-MCMB),并以其为电极材料组装成双电层超级电容器。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒流充放电等方法研究了该材料的结构、表面形态和电化学性能。结果表明:所制备的a-MCMB在30%KOH水系电解液中和1mol/LLiPF6/(DMC+EC)有机电解液中都表现出良好的电容性能,其中水系电容器工作电压为1.0V,电极最高比电容为289.7F/g,有机系电容器工作电压为3.0V,电极最高比电容为217.4F/g,相应电容器的比能量分别为8.43Wh/kg和78.13Wh/kg。     

纳米MnO_2的水热合成及其在LiPF_6中的电容行为

以硫酸锰和次氯酸钾为主要原料,在酸性条件下水热合成了MnO2纳米丝球。通过XRD和SEM分析了MnO2的晶体结构和表面形态。应用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了该MnO2电极在1mol/LLiPF6(DMC+EC)有机电解液中,0～2.5V的电位的电容行为。结果表明:样品为α-MnO2,丝球平均直径约20μm,单丝直径约80nm,长度在3～5μm。该MnO2电极具有良好的电容性能,180mA/g电流密度下初始比容量达129.3F/g,相应能量密度为45.7Wh/kg。     

油页岩灰渣酸法制备纳米白炭黑碱浸工艺研究

以茂名油页岩灰渣为原料,采用酸法制备白炭黑,考察了碱浸条件对二氧化硅产率的影响。实验得到制取白炭黑的最佳碱浸工艺：碱浓度为3 mol/L、碱用量（氢氧化钠与二氧化硅的物质的量比）为4∶1、碱浸时间为4.0 h、碱浸温度为90 ℃。在最佳条件下,白炭黑的产率为63.79%,粒径为54 nm。制得的白炭黑符合HG/T 3061—1999《橡胶配合剂 沉淀水合二氧化硅技术条件》的要求。     

镍铬复合掺杂尖晶石锰酸锂的合成与性能研究

采用高温固相合成法制备了LiMn2O4、Ni和Cr以及Ni-Cr复合掺杂的锂离子电池用锰酸锂正极材料.采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射和充放电性能测试等手段研究了材料的形貌、物相和电化学行为.结果表明:掺杂改善了材料的形貌,稳定了材料的结构.样品LiMn1.85Ni0.075Cr0.075O4的表面光滑,粒度分布范围小,为单一的尖晶石结构的物相.其首次放电容量为81.2mAh/g,300次循环后容量保持率为首次的91%,表现出优异的循环性能.     

超级电容器新型复合电极材料MnO_2/活性MCMB的研究

以Mn(NO3)2、活性中间相碳微球(活性MCMB)为原料,采用KBrO3氧化法,成功制备了MnO2/活性MCMB新型复合电极材料;以该材料制成电极,并以质量分数为30%的KOH溶液为电解液,组装成扣式电容器。通过XRD和SEM分析了MCMB,活性MCMB及MnO2/活性MCMB的晶相结构和表面形态;采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电法研究了电容器的电容性能。结果表明:以MnO2/活性MCMB复合电极制成的电容器电容性能优良。在0.5A/g电流密度下,其充放电曲线表现出典型的电容行为,初始比容量高达403.5F/g,相应能量密度为12.5Wh/kg;其循环伏安曲线关于零电流线对称,呈现为较规则的矩形;其等效串联电阻约为0.7Ω。     

286L型船用柴油机活塞失效分析研究

通过对286L型船用柴油机失效活塞材料内部质量的理化检验分析,阐述了船用柴油机失效活塞材料的组织特点和内部缺陷等级,结合失效活塞特定的外观破坏形貌以及热处理工艺特点,指出了造成这次活塞失效的主要原因是活塞内部存在组织缺陷和内应力共同造成的。同时,为防止今后出现类似的失效问题,本文提供了指导性的建议。     

基于卓越工程师培养的物理化学教学改革与探索

"卓越工程师培养计划"是我国高等教育领域的一项重大改革。文章从优化理论课内容、加强实验教学环节、增加人文教育内容、采用"三个结合"的教学方法、合理利用教学资源、加强综合素质的考核等六个方面对化学工程与工艺专业卓越班的物理化学课进行了教学改革。