双络合剂对LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2的制备和性能影响

采用改性的溶胶凝胶法(柠檬酸-EDTA作为联合络合剂)制备了锂离子电池正极材料LiNi_(0.7)Co_(0.3)O_2,通过XRD和S EM对材料进行结构表征,并组装成半电池研究了其电化学性能。实验结果表明,使用双络合剂制备的材料具有较好的电化学性能。在0.1 C充放电电流密度和2.7~4.3 V电压范围的实验条件下,首次充放电比容量分别为211.0和172.4 mAh/g,库仑效率为81.7%,经过30次循环之后容量保持率为89%。电化学性能的改善与正极材料微观结构的调变密切相关。     

CoZnB添加量对稀土基储氢合金电化学性能的影响

首先采用化学还原法制备了CoZnB非晶合金,随后用机械球磨法将其引入到稀土基合金La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)中制备成复合物,考察了CoZnB的添加量对La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电化学性能的影响。实验结果表明,加入CoZnB非晶合金后,复合物合金电极首次放电即可达到最大放电容量,高倍率放电性能得到了显著改善,电荷转移阻抗和极限电流密度均高于La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电极。复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比1∶1)的最大放电容量高达487.5mAh/g,800mA/g放电电流密度下的复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比2∶1)的高倍率放电性能(HRD)可达94.8%。     

电解质的改性对稀土合金电化学性能的影响

为了改善氢镍电池用稀土储氢合金的电化学性能,研究了电解质改性对La_(0.7)Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电极电化学性能的影响。在6 mol/L的KOH原电解液中分别添加适量LiOH、NaOH、Cu(OH)_2后,电极的最大放电比容量和活化性能没有太大的变化,但电极的容量保持率和高倍率放电性能都有明显提高。     

Mg(BH4)2-NaNH2体系的加热放氢性能研究

采用机械球磨法制备了Mg(BH4)2-NaNH2复合储氢材料,研究了Mg(BH4)2和NaNH2之间的相互作用及其加热放氢性能。当物质的量比为1∶2时,Mg(BH4)2与NaNH2之间发生反应:Mg(BH4)2+2NaNH2→2NaBH4+Mg(NH2)2。当物质的量比为1∶1时,Mg(BH4)2与NaNH2之间发生反应:Mg(BH4)2+NaNH2→NaBH4+MgBNH6。加热到400℃,该样品分两步进行放氢反应,放氢峰温分别在190℃和369℃,可以放出4.7%(质量分数)氢气。第一步放氢反应为MgBNH6分解产生MgH2,即:MgBNH6→MgH2+BN+2H2。第二步放氢反应为MgH2的分解:MgH2→Mg+H2。     

稀土基合金对CoB宽温区电化学性能的影响

CoB类非晶合金具有较高的可逆放电容量,是碱性二次电池的理想负极材料,但是其高低温电化学性能亟待改善。采用化学还原法和感应熔炼法分别制备CoB类非晶合金(以CoB表示)和稀土基La0.7Mg0.3Ni3.5合金(以LaMgNi表示),再利用机械球磨法将所制得的LaMgNi合金和CoB合金进行充分混合,获得CoB-LaMgNi复合合金,研究了稀土基LaMgNi合金的添加对CoB合金的宽温区电化学性能的影响机制。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对所制备的合金进行物相分析和表面形貌分析。合金电极的电化学性能利用恒电流充放电循环、恒电位阶跃放电、高倍率放电(HRD)、电化学交流阻抗(EIS)、线性极化(LP)、阳极极化(AP)等进行测试。实验结果表明,稀土基LaMgNi合金的添加可以显著改善CoB非晶合金的宽温区电化学充放电性能。     

壳聚糖复合膜的制备及其界面的生物功能化

采用电沉积方法在电极上沉积了壳聚糖-琼脂糖复合膜,考察了复合膜的组成对生物分子特异性吸附的影响.采用电化学方法对生物复合膜进行了活化,并共价组装了免疫生物分子,构建了免疫分析体系,通过电场的作用排除了非特异性吸附.研究结果表明,在电场的作用下,所沉积的生物复合膜有效地排除了生物分子非特异性吸附,提高了免疫检测的准确性.     

基于TiO2的气体传感器研究进展

气体传感器在石油化工、环境监测、航空航天等领域有着广泛的应用。由于具有独特的物理化学性质,TiO2被广泛用于气体传感器敏感材料的研究。综述了基于TiO2气体传感器的研究进展,并重点就H2,NH3,H2 S,CO和NO2五种常见的气体进行了阐述。从基于TiO2气体传感器的材料制备、传感性能、传感机理和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了基于TiO2的气体传感器发展趋势。     

LiNH2-MgH2-LiH体系储氢性能及其机理研究

基于2LiNH_2-MgH_2二元体系,利用机械球磨法制备了3LiNH_2-MgH_2-2LiH三元体系,并研究了其放氢性能和机理。结果表明,LiH的添加明显改善了材料的微观结构,抑制了样品颗粒团聚,进而使放氢温度降低了30℃。与二元体系相比,在300℃下放氢量增加了21%,同时成功抑制了副产物氨气的释放。对三元体系添加KH进行催化改性,使得材料的放氢温度进一步降低。此外,对材料的放氢性能与固体样品的热扩散性能之间建立了关联,阐述了随热扩散系数的增加,材料的放氢性能随之提高的机理。     

金属有机骨架化合物的二氧化碳吸附性能的研究进展

能源与环境是人类生存和发展的必要条件,两者协调发展是社会实现可持续发展的重要保证。近几年来,人类赖以生存的化石燃料所带来的负面影响逐渐受到社会的关注,而化石燃料燃烧所释放出的CO2是造成温室效应的主要原因。因此在低碳经济环境下开发出高效环保的碳捕获和封存技术,对能源循环利用及环境保护起到至关重要的作用。使用胺溶液进行洗涤及吸收CO2是工业上捕获和存储(CCS)最常用的技术之一(例如从电厂烟气中分离CO2),该法可以大幅减少CO2的排放量,但同时也会增大工厂的能源消耗(25%～40%),从而大幅增加额外成本。胺洗涤的其他缺点包括碱溶液对设备的腐蚀、溶剂的损失、大量产热引起的胺降解以及捕获之后不易被分离出来。另一种捕获CO2的方法是采用高温下吸收(化学吸附)的固体材料如碱金属陶瓷、固体胺、层状双氢氧化物或钙基吸附剂,但此类方法的能量消耗和对水分子及其他组分的敏感性限制了其应用范围。此外,采用聚合物或无机膜,在不同的机制下选择性分离混合气体也是一种可行的方法,但很难获得具有高稳定性、高选择性和高通量的薄膜,并且提高膜的吸附分离作用和选择性非常必要。对于固体吸附剂而言,高压下多孔材料对CO2的捕获是以吸附剂与被吸附物相互作用为主,而在低压或低CO2浓度下的选择性捕获主要受吸附剂与被吸附物相互作用以及吸附剂对CO2的化学亲和力两者共同影响。金属有机骨架化合物(MOFs)具有高结晶度、高比表面积和可调的孔隙结构,在气体吸附尤其是CO2捕获方面展示出巨大的潜力。相对于活性炭、沸石等固体吸附剂来说,MOFs具有更高的吸附选择性。将其应用于碳捕获和封存技术中,可以大幅拓宽CO2吸附剂的可选择范围,在提高吸附选择性的同时,也可以有效地降低成本。目前,有望采用MOFs材料捕获CO2的场合包括发电厂的碳捕集、天然气中CH4/CO2的分离、交通工具排放的CO2的收集甚至直接从空气中捕获。因此,研发能够高效吸附分离CO2的MOFs材料对于缓解环境压力意义重大。本文概括了CO2吸附模型的建立方法,提出了几种提高MOFs对CO2捕获量的策略。如提高开放金属位点的密度、掺杂金属或氮原子、调节孔径或进行氨基功能化以及合成MOFs复合材料等,并比较了不同方法对于改善低压条件下CO2吸附量的影响,有望将其应用于捕获燃烧后烟道气、汽车尾气以及其他小型排放源中的CO2。