生物形态多孔氮化钛陶瓷的碳热氮化法制备

研究了以生物模板(木炭)浸渍TiO2溶胶,高温碳热-氮化制备TiN陶瓷的工艺过程.应用热力学原理计算了经溶胶浸渍后形成的TiO2/C复合体系的氮化条件,确定了N2,CO分压对氮化温度的影响.采用碳热氮化法,在高浓度的氮气压力下反应烧结制备了具有生物形貌的多孔TiN/C陶瓷.结果表明在1400℃,4 h,0.5 MPa氮气压力下,得到了具有立方晶体结构的TiN/C多孔陶瓷,并保留了木材模板的显微结构.     

三维有序大孔C/α-Fe_2O_3复合锂离子电池负极材料的制备及性能研究

采用胶晶模板结合浸渍烧结法制备了可用于锂离子电池负极的三维有序大孔(3DOM)C/α-Fe_2O_3复合材料。采用X射线衍射仪和扫描电镜对其进行了物相表征和形貌分析,采用电池测试系统和电化学工作站进行了电化学性能测试。结果表明:该材料具有三维互通的网络结构,α-Fe_2O_3纳米颗粒均匀负载在3DOM C骨架上。以其制备的负极表现出优异的电化学性能,当电流密度为0.5C时,经历300个充放电循环后的可逆比容量仍达到489.35 m A·h/g。这主要得益于集流体独特的3DOM结构,不仅提供充足的空间来容纳在循环中产生的体积变化和释放应力,而且大大缩短了电子和锂离子的传输路径。     

La掺杂对NiCo/Cu的显微结构及电催化性能的影响

本文通过简单的一步水热法在铜片上负载La掺杂NiCo合金制备催化电极。借助XRD、FESEM、循环伏安测试研究了溶液中Ni2 +/Co2 +摩尔比、La掺杂量对试样物相、显微结构、负载量及甲醇电催化氧化性能的影响。研究表明: Co元素的引入使生长的颗粒粒径增大，负载量显著增加。随着溶液中Co2+量的增加，峰电流密度先增后减。Ni2+/Co2+摩尔比在8：2时性能良好，与Ni/Cu 电极相比，峰电流密度提升了约28.4%。La的掺杂使NiCo颗粒呈现多边化，进而影响电化学性能，随着La的掺杂量的增加，峰电流密度先升后降，掺杂0.1 mmol/L La3+的试样获得良好的性能，峰电流密度达到了50.36 mA/cm2，2000次循环后仍保留近初始的100%，具有优异的稳定性，有望用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极材料。     

TiO2/graphene nanocomposites as anode materials for high rate lithium-ion batteries

A simple strategy to prepare a hybrid of nanocomposites of anatase TiO2/graphene nanosheets （GNS） as anode materials for lithium-ion batteries was reported.The morphology and crystal structure were studied by X-ray diffraction （XRD）,field emission scanning electron microscopy （FE-SEM） and transmission electron microscopy （TEM）.The electrochemical performance was evaluated by galvanostatic charge-lischarge tests and alternating current （AC） impedance spectroscopy.The results show that the TiO2/GNS electrode exhibit higher electrochemical performance than that of TiO2 electrode regardless of the rate.Even at 500 mA/g,the capacity of TiO2/GNS is 120.3 mAh/g,which is higher than that of TiO2 61.6 mAh/g.The high performance is attributed to the addition of graphene to improve electrical conductivity and reduce polarization.     

柔性W-O-C/碳气凝胶电极的制备和电催化氧化性能

本研究使用细菌纤维素为前驱体制备碳气凝胶(CA),以其作为载体,通过浸渍和高温处理制得了柔性W-O-C/CA和WC/CA复合电极材料,研究了制备工艺对材料形貌、物相和对甲醇电催化氧化性能的影响。随着高温处理温度的上升和保温时间的延长,物相变化为：钨前驱体→钨氧化物(WO₃、WO_3-x、WO₂)→W→WC_x→WC。在700℃保温2 h制得的柔性电极,负载颗粒主要物相为缺氧钨氧化物(WO_3-x)、WO₂和少量碳化钨(WC),具有良好的甲醇电催化性能和长循环稳定性,0.8 V下电流密度为76.5 mA·cm^-2,1000次循环后峰电流密度保持初始值的88%,有望用于便携式或微型甲醇燃料电池阳极。     

棉花模板制备生物形态多孔Ni-Cu/C的微观结构及甲醇电催化氧化性能

生物形态材料保留了自然界生物质的结构特性,具有较高的比表面积。本文以棉花为模板,经一步碳热还原法制备的具有独特三维多孔结构的生物形态Ni-Cu/C甲醇燃料电池用阳极催化剂,具有良好的甲醇催化氧化性能及抗中间产物毒化特性。结果表明:以750℃热处理碳化制备的生物形态Ni/C催化剂对甲醇电催化氧化性能最佳,在制备过程中添加摩尔比为10%的Cu元素能够进一步提升电极的甲醇催化氧化,同时提升对中间产物的耐受性。     

制备工艺对偏铝酸锂（γ-LiAlO2）陶瓷性能的影响

采用固相法合成粉体，冷等静压成型，保护烧结制备出了单一相的γ—LiAlO2陶瓷试样。采用激光粒度仪，XRD和电子拉伸机等分别测定了粉体的粒度、相组成和试样的抗压性能等。主要研究了粉体合成以及工艺因素对烧结后γ—LiAlO2陶瓷试样的相对密度、气孔率和抗压强度等性能的影响。研究结果表明：原始粉料的粒度和分布对烧结影响很大：成型压力为300MPa，烧结温度1400℃保温6h所得试样的性能较佳。     

锂离子电池负极材料四氧化三铁的研究进展

综述了特殊形貌纳米结构和纳米复合等改性方法对锂离子电池负极材料四氧化三铁(Fe3O4)电化学性能的影响,阐述了当前Fe3O4负极材料的研究概况和亟待解决的问题,展望了发展方向。     

V掺杂对Ni-Co-S/细菌纤维素基碳气凝胶电催化性能的影响

本研究以细菌纤维素基碳气凝胶(CA)为载体材料, 通过水热法制备了Ni-Co-S/CA复合气凝胶, 掺入钒元素调控材料的微观结构和性能。研究结果表明: Ni-Co-S的主要物相为NiCo₂S₄, 次相为NiS₂。随着镍钴盐浓度的增大, 负载量增加, 电催化峰电流密度先升后降。当镍钴盐浓度较低时, 掺微量钒后, Ni-Co-S从结晶度较高的球形颗粒转变成低结晶度的方形微粒, 电催化活性和稳定性都得到改善。在0.01 mol/L镍钴盐溶液中掺入3mol% V, 制备的电极对甲醇具有最优的催化氧化性能, 与不掺V的样品相比, 其峰电流密度(78.18 mA/cm ²)提升了至少45.7%。Ni-Co-S/CA复合气凝胶电极具有轻质、高孔隙率等优点, 有望用于便携式直接甲醇燃料电池。     

纳米Ni(OH)_2/Ni-Ti-O纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的电催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O纳米管阵列(NTOs),并将其在氢气气氛中加热至500℃还原处理2 h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)_2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)_2/NTOs/Ni Ti复合电极。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明:随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先升后降。在25℃时,将NTOs依次浸渍在0.2 mol/L NiCl_2·6H_2O乙醇溶液和0.2 mol/L NH_4OH乙醇溶液中各12 h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)_2/NTOs电极,氧化峰电流密度达到38.41 m A·cm~(-2)。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75.7%,表明纳米Ni(OH)_2/NTOs电极有良好的循环稳定性。