离子液体中电活化CO_2合成有机碳酸酯的研究进展

综述了近年来离子液体介质中CO2电活化合成有机碳酸酯的研究进展,着重概述了电催化合成碳酸二甲酯(DMC)和环状碳酸酯的研究现状,并简述了CO2间接电活化和直接电活化技术,以及反应介质、电极材料等因素对反应产物的影响,对电催化还原CO2的关键技术和今后研究重点进行了探讨。离子液体具有不易挥发、可循环使用、导电性好、对CO2有较高溶解度等优点,在CO2固定和有机资源化研究中日益受到重视。电化学作为一种环境友好的绿色合成新技术,在CO2有机资源化方面有很好的应用前景,对缓解日益严峻的温室效应、实现CO2的资源化利用具有十分重要的现实意义。     

2-氯-5-三氯甲基吡啶电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶

对2-氯-5-三氯甲基吡啶(TCMP)采用电化学脱氯合成2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP),考察了支持电解质、阴极材料及目数、反应温度和电流密度等工艺条件对上述反应的影响和TCMP及其脱氯中间产物的脱氯电位。结果表明:在乙酸锂、氯化锂、高氯酸锂、氯化铵、四丁基高氯酸铵中,乙酸锂为最佳支持电解质。各阴极材料上CCMP收率从高到低次序为:铜>铅>石墨>银>锌>镍。在优化条件下〔阴极液:含10%(体积分数)乙酸+5%(体积分数)水+0.2 mol/L乙酸锂+0.1 mol/L TCMP的甲醇溶液;阴极:80目铜网;反应温度:30℃;电流密度:前期电流密度为333 A/m~2,后期为166 A/m~2〕,0.1 mol/L TCMP能较高效地转化为CCMP,其收率可达56.9%。TCMP脱氯成2-氯-5-二氯甲基吡啶(DCMP)的电位明显正于DCMP脱氯成CCMP的脱氯电位,后者与CCMP进一步脱氯的电位则非常接近。     

对氨基苯酚的绿色电化学合成及其工业化

研究了在阴极转动分隔式电解槽中硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚（PAP）时阴极转速、反应温度等工艺参数对电解性能的影响，并考察了不同阳极材料的稳定性.实验结果表明，增大阴极转速和升高反应温度有利于反应的进行；自制的Pb-Sb-Sn-Ag-Cu五元合金作为阳极材料具有比Ti/Ir阳极更长的工作寿命.当以铅合金为阳极材料、体系温度为90℃、阴极转速为900 r•min^-1、电解电流为3000 A时，硝基苯的平均转化率为99%，PAP平均收率为69.9%，电解直流电单耗为7.24 kW•h•(kg PAP)^-1，产品纯度大于98%，熔点为186.1～187.3 ℃.     

有机电解液对锂离子电池合金型负极材料性能的影响

锂离子电池合金型负极材料的研究得到了广泛的关注,但是合金电极与电解液相互作用的研究非常少。本文采用电镀和热处理相结合的方法制备出Cu₆Sn₅合金薄膜电极,研究了各种电解液对电极性能的影响。研究结果表明,合金电极在LiN(CF₂SO₂)₂(LITFSI)为溶质的电解液中表现出比在常用的以LiPF₆作为溶质的电解液中更高的容量和更好的循环性能。合金薄膜电极在1mol·L^-1 LITFSI/EC∶DEC(1∶2)电解液中具有更小的反应电阻和更大的反应电流密度,锂离子在电极上插入和脱嵌的可逆性良好,反应电阻只有在1mol·L^-1 LiPF₆/PC电解液中的1/10。研究结果表明,乙烯碳酸酯(EC)由于在充放电过程中会形成固体电解质界面（SEI）膜,能大幅度提高材料的电化学性能,在锂离子电池中是不可或缺的。     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

新型锂储藏合金负极材料研究进展

合金型锂离子电池负极材料由于容量高、安全性好而受到了极大的关注，最有希望取代碳材料在下一代高性能锂离子电池中得到应用．笔者着重介绍了以锡合金为代表的锂储藏合金的研究进展，以及最新的纳米技术和薄膜技术在研究过程中的应用．由于新技术的应用，解决了合金材料在充放电过程中由于体积膨胀而粉化的缺点，锂储藏合金材料的研究取得了突破性的进展，循环寿命已经达到了300周以上，离实际应用仅一步之遥．锡基合金负极材料是最有竞争力的下一代锂离子电池负极材料之一。     

质子惰性介质中o,m,p-硝基甲苯在铂微盘电极上的电化学行为

在298K下，以铂微盘电极为工作电极，在含有0．1mol／L四丁基高氯酸铵（TBAP）为支持电解质的N，N-二甲基甲酰胺（DMF）有机溶液中分别测定了0．01mol／L邻-硝基甲苯、间-硝基甲苯和对-硝基甲苯的循环伏安曲线，讨论了扫描速度对硝基甲苯电化学行为的影响，根据实验结果推测硝基甲苯还原反应是转移电子数为1的受扩散控制的可逆过程．并对不同位甲基取代硝基甲苯的电还原行为进行了比较，结果表明在质子惰性介质中，间硝基甲苯最容易被还原，对硝基甲苯次之，而邻硝基甲苯最难被还原．     

硝基苯在离子液体BPyBF4/H2O中的电化学行为

在离子液体1-丁基吡啶四氟硼酸盐(BPyBF₄)的水溶液中,采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)、恒电位电解及原位红外光谱法(in-situ FTIRS)等研究了硝基苯在铂电极上的电化学还原行为。研究结果表明:硝基苯在离子液体BPyBF₄/H₂O体系中的还原过程是受扩散控制的,其还原产物主要是偶氮苯,经估算得到硝基苯在该体系中的扩散系数为3.1×10^-7 cm²·s^-1,提高温度和加入一定浓度的水均有利于硝基苯在该体系中的电化学还原。     

碳纳米管载碳化钨的制备及其对甲醇氧化的电催化性能

以质量分数为10%的偏钨酸铵溶液为前驱体,CH4/H2为还原碳化气氛,采用表面修饰技术和还原碳化技术制备了碳化钨/碳纳米管(WC/CNT)复合材料,通过XRD,SEM等对WC/CNT纳米复合材料进行表征,结果显示WC/CNT复合材料是由WC,W2C和C三相组成,碳化钨均匀地分散于碳纳米管外表面,粒径约35～50 nm.用所制备的WC/CNT粉末微电极,考察了WC/CNT复合材料对甲醇的电氧化行为.结果表明,WC/CNT复合材料对甲醇的电催化活性优于Pt微电极和CNT,在电催化过程中能保持良好的化学稳定性.     

硝基甲烷在碳化钨电极上的电催化还原

用循环伏安、准稳态极化曲线和恒电位阶跃法研究了弱酸性介质中硝基甲烷在碳化钨(WC)电极上的电化学行为。研究表明：弱酸性介质中硝基甲烷在WC电极上的还原经历了两个电子得失过程，其反应过程主要受扩散控制。硝基甲烷在WC电极上发生还原反应的活化能为4．15kJ／moL，表明WC对硝基甲烷的电化学还原具有较好的电催化活性。