聚吡咯衍生的多孔氮掺杂碳材料的制备及其气体吸附应用

通过物理活化的方法,以导电高分子聚吡咯作为前驱体制备了一系列氮掺杂多孔碳材料。通过扫描电镜、X射线衍射、氮气吸脱附测试、拉曼光谱等手段对样品进行了表征。通过氮气吸脱附测试表明,该氮掺杂多孔碳材料的比表面积可达到745m~2·g~(-1),其比表面积可以通过改变活化时间来调控。所制备的多孔碳材料对二氧化碳具有较好的吸附能力,在273K和0.1 MPa条件下,吸附量可达到7.3%(质量分数)。     

PDA源多孔碳的制备及其电化学性能

多硫化物会造成锂硫(Li-S)电池活性物质利用率不足、电池循环稳定性差等问题,为获得高循环稳定性的锂硫电池,以聚多巴胺(PDA)纳米粒子作为前驱体制备多孔碳,以获得具有高的比表面积及导电性的碳材料,将其用作锂硫电池正极硫载体,分析该碳/硫复合电极的电化学性能.结果表明:在0.20 C电流密度下碳/硫电极首圈放电容量高达...     

超薄氮化碳的制备及电化学应用

以bulk类石墨相氮化碳为前驱体,氨水为溶剂,通过水热法制备了超薄氮化碳,并成功构建了五氯酚（PCP）高灵敏的电化学传感器。对碱源和剥离时间等制备条件进行了优化,结果表明:氮化碳在以弱碱氨水为溶剂时能成功地剥离,然而在有机弱碱为溶剂的情况下导致氮化碳大量溶解而未能成功剥离。另外,剥离时间对氮化碳的形貌和成分影响非常大。剥离6 h后得到管状形貌且有蜜勒胺生成的混合物。而剥离4 h则可得到纯的超薄氮化碳,其禁带宽度E_g为2.641 eV,价带E_VB为1.774 V,所构建的超薄氮化碳电化学传感器的阻抗最小,用于环境激素PCP的检测,其线性范围为3.1×10-7~1.1×10-4 mol·L^-1,检出限为100 nmol·L^-1,建立了一种灵敏、快速简便的PCP电化学检测新方法。     

多孔碳材料的制备及其在锂离子电池中的应用

利用溶剂热法,将前驱体ZIF-8通过高温在氮气保护的气氛下进行碳化,得到高比表面积的多孔碳材料.通过X射线衍射仪分析材料的物相,比表面积分析仪检测材料的比表面积和吸脱附情况,用扫描电镜来观察材料的微观形貌;最后,对多孔碳材料在锂离子电池中的电化学性能进行了测试,0.1C条件下测得的比容量为284.61 mAh/g,且循...     

用于锂硫电池正极的生物质碳材料制备与应用

当前市场对于新一代高能量密度的电池需求日益迫切,锂硫电池作为最有前景的二次电池之一,其正极材料的研究广受关注。而生物质为前驱体的碳材料因其来源广泛易制备、环境友好性能高而不断被应用到锂硫电池正极材料的研究中。介绍了正极材料的研究现状,制备生物质基碳材料的主要方法,不同制备因素对于生物质碳材料的影响以及在锂硫电池中性能的影响;介绍了生物质碳材料结合目前正极材料的改进措施的实例;最后对生物质碳材料在锂硫电池正极未来的发展方向提出了思考。     

生物质基三维多孔异质定形复合相变材料的制备

定形复合相变材料是一种新型复合相变材料,通过控制材料所在周边环境温度及工作热源,实现对温度的调控,克服了新型清洁可再生能源传递能量不稳定、波动性大及间歇性的缺点。其制备简单、使用方便、可循环利用、环境友好,且在相变过程中性能稳定,近年来获得较快发展。将生物质基大豆蜡与食用油合理调配,获得了适宜人类居住温度范围的二元相变芯材;同时利用脱木素的方法脱除木质纤维材料中的木素组分,得到稳定的多孔纤维材料作为支撑载体;再利用真空浸渍对相变芯材进行封装处理,构筑了三维多孔异质定形复合相变材料。实验利用扫描电子显微镜(SEM)、显微CT、孔隙率、X射线衍射仪等,研究材料表面、内部结构和力学性能;利用傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪(DSC)、热重、热导率测试仪、热红外成像仪等,研究材料的储热、控温性能及传导热机制。结果表明,以生物质木纤维多孔材料为主体构筑的三维网络骨架,为相变芯材提供了优异的支撑能力和定形作用,解决了相变芯材易泄露的问题。最后通过搭建房屋模型进行控温实验,验证了该定形复合相变能材料在新型节能建筑及温度智能调节等领域的应用可行性。     

生物质基碳材料的制备及其超级电容性能

超级电容器是一种极具潜力的绿色储能装置,具有循环寿命长、可快速充放电、高动态电荷传播等特点。生物质基碳材料作为一种新型的电极材料,由于极好的倍率性能和循环稳定性,在超级电容器中得到广泛的应用。同时,生物质碳材料具有成本较低、来源广泛、形式多样及易于加工等特点。综述了生物质基碳材料的制备方法并具体讨论了影响其电容性能的因素。     

不同活化方式制备碳电极材料的电化学性能

以碳化后的中间相沥青为原料,分别采用化学活化和物理-化学联合活化工艺制备了超级电容器用活性炭电极材料,对不同活化方式制备的活性炭电极材料的微晶结构、孔径分布、比电容量、循环伏安和交流阻抗特性进行了比较。实验结果表明：采用物理-化学联合活化工艺制备的活性炭电极材料具有更理想的微晶结构和中孔含量。活性炭电极材料的结构与孔隙分布对电性能有明显影响,采用联合活化方式制备的电极材料具有较高的面积比容量、较好的功率特性及较理想的电容特性。     

双金属MOF衍生ZnCo多孔碳骨架电化学分析Hg(Ⅱ)的研究

以Zn/Co-ZIF为前驱体制备了高比表面积、高石墨化程度和均匀N掺杂的双金属MOF衍生ZnCo多孔碳骨架.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱(EDS)对其形貌和元素组成进行了表征,并利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其物相和元素价态进行研究.利用ZnCo多孔碳骨架复合材料修饰电极构建电化学传感器,采用方波阳极溶出伏安法分析水环境中的Hg(Ⅱ),新型传感器表现为宽的检测范围,较好的灵敏度、线性程度和检测限.     

橄榄形多孔LiFePO_4正极材料的制备及其电化学性能

以磷酸、七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂为原料,以抗坏血酸为还原剂,采用简便的水热-煅烧法制备了橄榄形多孔LiFePO_4,并采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相和形貌进行了表征.结果表明:磷酸用量的调节对产品的形貌具有显著影响,当磷酸用量为1 026μL时制备的橄榄形LiFePO_4长度约为670nm,最大直径为200nm,其内部分布了一定数量直径约为120nm的孔洞.以制备的样品作为锂离子电池正极材料,恒电流充放电和循环伏安(CV)等电化学测试表明,在1C倍率下,橄榄形多孔LiFePO_4相比其他形貌的样品具有较好的电化学性能,首次可逆比容量为47.7mAh·g-1,循环300次以后其可逆比容量仍为42.4mAh·g-1.     

多孔生物质碳/NiCo_2S_4复合材料的制备及电化学性能研究

以萝藦(Metaplexis japonica,一种草本缠绕植物)种子顶端的白色长绢毛为生物质碳的前驱体,氢氧化钾为活化剂,制备了管状的多孔生物质碳材料(AMJ).再通过水热法和硫化过程在多孔生物质碳材料上原位生长Ni Co2S4纳米颗粒.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附分析表征了其微观形貌和结构.呈管状结构的多孔生物质碳材料的比表面积为2 831 m2/g,这有利于电解液/电极界面电荷的积累,同时促进电解液离子的扩散和传输.将AMJ/Ni Co2S4复合材料用作超级电容器电极材料,在三电极体系中进行电化学性能测试.在扫描速度为5 m V/s时,AMJ/Ni Co2S4电极材料的最高比电容可达1 041.6 F/g.同时,与纯Ni Co2S4电极材料相比具有良好的倍率性能和循环稳定性.     

静电纺丝制备多孔碳材料及其氧还原催化性能

通过碳化聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮基纳米纤维制备多孔碳材料催化剂,然后采用KOH活化法对催化剂进行处理。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对碳材料进行形貌表征,同时采用循环伏安法、线性扫描伏安法研究催化剂的氧还原反应(ORR)活性,计时电流法研究催化剂的ORR稳定性。在相同测试条件下与Pt/C进行比较,起始电位相差52 mV,ORR电子转移数为3.63,趋近于四电子反应过程。结果表明:本文制备的非金属碳材料催化剂拥有良好ORR活性和ORR稳定性,并且在碱性电解液中拥有良好的抗甲醇干扰性能。     

三维有序多孔LiFePO_4的制备及电化学性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂引发苯乙烯进行乳液聚合制备尺寸均一的单分散聚苯乙烯(PS)微球,用垂直沉积方法制备高度有序性的密排结构聚苯乙烯胶体晶体,然后以聚苯乙烯胶体晶体为模版制备多孔LiFePO_4电极材料。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)对制备的材料形貌及孔道结构进行观察;通过X射线衍射仪(XRD)对其物相进行分析。结果表明,制备的LiFePO_4电极材料呈多孔三维有序排列。并以制备的LiFePO_4电极材料组装了纽扣式电池,对电池性质进行电化学测量,结果表明,三维有序多孔LiFePO_4电极材料具有良好的电化学性能。     

纳米多孔铁掺杂钒氧化物电极材料的制备及其电化学性能

为了利用简单的生产工艺制备性能优异的锂离子电池负极材料,采用电弧熔炼-甩带的工艺制备出铁钒合金条带,再通过氧化还原方法成功制备出纳米多孔铁掺杂钒氧化物(Fe-VO_x)复合材料,对材料物相和结构进行了表征,并且对比分析了在不同还原温度下纳米多孔Fe-VO_x复合材料的电化学性能。结果表明:在还原温度为500℃、5%H_2/Ar混合气氛下,材料电化学性能最优,在电流密度为0.1 A/g下,初始放电比容量为563.4 mA·h/g,在循环100圈后的放电比容量仍能达到441 mA·h/g,循环容量保持率达到78.2%,远大于石墨的理论比容量372 mA·h/g。这说明纳米多孔铁掺杂钒氧化物复合材料能够有效提高锂离子电池的能量密度,并且具有良好的电化学性能。     

一种新型碳材料——碳化物衍生碳的研究进展

评述了碳化物衍生碳的国内外研究现状,主要介绍了碳化物衍生碳的制备方法、结构与组成、在摩擦学及能源领域的应用,预测了碳化物衍生碳在今后的发展趋势。     

光热转换用碳基材料的制备及应用进展

光热转换技术可将太阳能转换为热能,是提升资源利用率、实现能源利用可持续发展的有效途径;碳基材料具有优异的宽光吸收性能和高的光热转换效率,是太阳能光热转换用的核心材料。该文系统综述了光热转换用碳基材料的研究进展,概述了光热转换的基本原理和碳基材料的分类,总结了光热转换用碳基材料的制备方法,分析了光热转换用碳基材料在海水淡化、废水净化、光热除冰、光热治疗和热能存储等领域的应用进展,并对光热转换用碳基材料的研究方向作出展望。     

纳米硫化锂/碳复合正极材料的制备及其电化学性能

为了提高硫化锂正极的倍率性能、抑制多硫化锂穿梭并降低成本,以三硫化二锂作为硫化锂的前驱体,聚乙烯吡咯烷酮和碳纳米管作为碳源,经高温处理制备纳米硫化锂/碳复合材料,以此作为锂硫电池的正极材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪对该复合材料的形貌、结构以及组成进行表征,并进行电化学性能测试。结果表明：制备的纳米硫化锂/碳复合正极材料中,纳米硫化锂分散均匀并被热分解的碳包覆,合成的三硫化二锂前驱体在空气中具有一定的稳定性,能够降低纳米硫化锂的生产成本;将纳米硫化锂/碳复合正极材料用于锂硫电池时,在0.07 C(1 C=1166 mA/g)倍率下初始放电比容量达910 mAh/g,在1.00 C高倍率下循环150次后,可逆容量保持在484 mAh/g,这表明纳米硫化锂/碳的活性物质利用率较高、多硫化锂穿梭较弱。采用三硫化二锂前驱体制备高性能硫化锂复合材料,工艺成本低,有助于硫化锂正极材料的实际应用。     

电化学诱导法制备二氧化硅薄膜材料

通过电化学诱导的溶胶-凝胶过程,以四甲氧基硅烷(TMOS)作为硅源,在氧化铟锡(ITO)电极表面制备了二氧化硅(SiO2)薄膜.使用扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV)和循环伏安法(CV)分别对薄膜的表面形貌、光吸收特性和导电性能进行了表征.结果表明:所施加的电压显著地影响SiO2薄膜的在固体表面上的生长.SEM图显示出在薄膜表面上没有明显的介孔结构.薄膜的紫外可见光谱在波长为430 nm处出现了SiO2分子的本征吸收峰,表明这固体表面上的材料主要是由SiO2构成的.循环伏安曲线证明该薄膜材料具有很高的电阻.这种电沉积的SiO2薄膜材料有望应用于分解有机污染物等领域.     

磷酸铁锂与碳复合材料的电化学制备及性能研究

利用电化学沉积法在铝箔上制备了掺杂导电碳的磷酸铁锂与碳复合的正极材料.通过对比磷酸铁锂市售样品、电化学沉积法制得的样品、电镀液询问沉淀样品这3种样品的物理表面形貌、电化学性能曲线,组装电池后的循环充放电性能曲线,研究了电化学沉积法掺碳对于磷酸铁锂正极材料结构和电化学性能的影响,得出了电化学沉积法制备LiFePO_4/C复合材料的可行性.