尖晶石型LiNi0.1Mn1.9O4材料的合成及性能研究

采用分步加热高温固相合成法,合成了尖晶石型LiNi0.1Mn1.9O4正极材料。用X射线衍射仪(XRD)对材料的晶体结构进行表征和晶格参数分析,并在实验电池LiNi0.1Mn1.9O4/1MLiPF6-EC DEC EMC/MCMB体系中研究了材料的电化学性能,样品的首次放电容量达到98.2mAh.g-1,经过100次循环后,LiNi0.1Mn1.9O4样品的放电容量保持率在92%以上,2C充放电时,放电容量为0.1C时的96.7%,样品具有很好的循环性能。     

掺杂与表面包覆对尖晶石型LiMn2O4电化学性能的影响

用固相法制备了Cr3 和F-同时掺杂的尖晶石型LiMn2O4正极材料,并对掺杂材料进行氧化铝表面包覆改性,用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了材料的表面形貌和晶体结构,用充放电实验和交流阻抗技术测试了材料的电化学性能。结果表明:LiMn2O4在掺杂Cr3 和F-及表面包覆氧化铝后仍为尖晶石型结构,随掺杂和包覆量的增加,材料首次放电容量降低,但循环性能明显改善,其中未掺杂、掺杂量为0.10和表面包覆0.3%的氧化铝的材料室温首次放电容量分别为125.3 mA·h/g、117.5 mA·h/g和113.7 mA·h/g,循环25次后容量保持率分别为82.7%、91.5%和93.6%,而55℃下25次循环后放电容量及其保持率以表面包覆氧化铝的最佳,分别达到104.2 mA·h/g和92.1%。     

尖晶石型LiCr0.2Mn1.8O4的合成与电化学性能

将LiOH,MnCO3和Cr2(CO3)3按n(Li)∶n(Cr)∶n(Mn)=1.02∶0.2∶1.8分别称量,置于研钵中混合并用二次蒸馏水分散研磨,800℃焙烧,用悬浮固相反应合成了尖晶石LiCrxMn2-xO4(x=0.2)化合物。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)、X射线能谱(EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR)对合成物质的结构作了表征,并用循环伏安和恒电流循环技术对合成产物的电化学性能进行了考察。结果表明,LiCr0.2Mn1.8O4的颗粒主要为六角立方的尖晶石型,单个颗粒尺寸在1μm左右;39次循环后的充/放电比容量为101/99 mA.h.g-1,充/放电效率分别保持在98%和96%。     

稀土元素掺杂对尖晶石型LiMn2O4正极材料的结构和电化学性能的影响

利用固相配位反应法合成稀土掺杂基锂离子电池正极材料LiMn1.995RE0.005O4(RE=Y,Nd,La),通过XRD、充放电测试等手段对材料的物相结构和电化学性能进行了研究.结果表明样品呈良好的尖晶石结构,在0.1mA/cm2和2.8-4.5V条件下恒流充放电,其首次充电容量为135mAh/g,放电容量为120mAh/g,循环可逆性好.     

二元掺杂尖晶石LiMn2O4的合成与性能研究

采用高温固相法合成了二元掺杂改性的尖晶石型锰酸锂正极材料LiMn1 97Co0.02M0.01O4(M=La,Zr,Cr,Al,Ni).用X射线衍射法对材料进行了表征,表明所得材料均呈完美的尖晶石结构.通过充放电测试,发现掺杂后的材料循环性能有很大程度的改善.其中LiMn1.97Co0.02La0.01 O4具有较高的放电容量,同时循环50次后仍保持首次放电容量的92.4%.     

尖晶石型LiMn2O4的制备与掺杂改性研究进展

本文综述了近年来有关锂离子电池正极材料尖晶石型LiMn2O4的制备与性能研究进展,重点讨论了尖晶石型LiMn2O4正极材料掺杂的最新研究现状。     

不同Mn盐前驱体对Mn/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用流变相法,以硝酸锰(MN)、自制锰盐(MX)、醋酸锰(MA)为前驱体溶液制备了Mn/TiO2催化剂,通过拟合计算、XRD、BET、XPS、化学滴定等方法分析了催化剂的晶体结构、表观活化能、微观结构和锰离子价态,研究了不同前驱体溶液对催化剂低温脱硝活性的影响.结果表明:MX脱硝活性优于MN、MA,其中MX的表观活化能最低,表面Mn/Ti元素比高,比表面积较大,孔容较大,同时,MX的平均价态以及Mn4+的含量高,Mn2+的含量低,这都使其表现出较好的脱硝活性.     

Mn掺杂NiCo氧化物高效析氧催化剂的研究

采用水热法合成了一种高电化学性能、低成本的NiCo氧化物材料.通过在NiCo氧化物晶体结构中加入Mn,使用XRD、SEM、Mapping、XPS对样品结构和微观形貌进行了表征,对所制备材料的电化学析氧性能进行了测试和分析.结果 表明,Mn-NiCo-0.1 mmol只需要300 mV的低过电位即可实现10 mA·cm-...     

Y2O3掺杂对Mg0.8Mn0.2Fe2O4结构及红外性能的影响

采用常规固相合成法制备Y2O3掺杂的尖晶石型Mg0.8Mn0.2Fe2O4(MMF)红外辐射材料,借助于X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和红外发射率测试,研究了y3+掺杂对材料的微观结构及红外辐射性能的影响.当Y2O3掺杂量为0.6％(质量分数)时,镁锰铁氧体性能最优,在3～5 μm和8～12 μm波段的红外发射率分别达到0.869和0.948.     

掺杂Zr~(4+)对LiMn_2O_4性能的影响

采用高温固相反应法,用ZrO2掺杂尖晶石L iMn2O4,制得了具有完整尖晶石结构的锂离子电池正极材料L iMn2-xZrxO4(x=0-0.02)。对材料进行了测试,试验结果表明,掺杂了微量Zr4+制得的正极材料,经100次充放电循环后材料比容量为102 mAh/g。采用不同充放电倍率进行充放电测试,随着充放电电流的增大,材料容量相应降低。     

钴掺杂对Li1.2Mn0.6Ni0.2O2电化学性能的影响

利用共沉淀法制备了锂离子电池正极材料Li1.2Mn0.6Ni0.2O2和Li1.2Mn0.588Ni0.196Co0.016O2,并利用XRD、SEM和充放电测试对其晶体结构、形貌和电化学性能进行了表征.XRD结果表明:掺杂钴材料后,材料的层状结构保持完整,阳离子混排程度降低.电化学性能测试结果表明:掺钴材料的首次充放电效率和倍率放电性能明显优于Li1.2Mn0.6Ni0.2O2,且表现出较优的循环性能,其1、2、5C放电比容量分别为230.3、215.6、155.6 mA·h/g,1 C下循环50次的容量保持率为90.9％.     

Ce掺杂对钒钨钛催化剂脱硝性能的影响

对钒钨钛（V-W-Ti）催化剂进行Ce掺杂改性制备了CexV1W7/Ti（x%为CeO2负载量）,通过XRD、TEM、FTIR、XPS等表征其结构和元素组成,通过NH3/NO-TPD表征NH3和NO在催化剂表面的吸附强弱分布,并测试不同CeO2负载量下催化剂的脱硝性能,最后经密度泛函理论(DFT )计算探究催化剂的失活机理。结果表明,负载CeO2增加了催化剂表面化学吸附氧的比例和Br?nsted酸性位点,但也减少了催化剂表面V4+的比例和Lewis酸性位点;适当CeO2负载量能显著提高钒钨钛催化剂的中低温活性,但负载量过多会降低催化剂的高温活性,CeO2负载量为1% （以催化剂质量分数为基准）的钒钨钛催化剂（Ce1V1W7/Ti）表现最佳,其在全温度（260~400 ℃）段的脱硝活性均优于改性前,在260 ℃,空速为6×104 h-1的反应条件下,NOx脱除率从79.0 1%增加至99.19%,在含有H2O、SO2的气氛中,其NOx脱除率从58.33%升至74.55%。Ce掺杂降低了催化剂表面的氧空位形成能,改变了催化剂表面的酸位强弱,强化了SO2在催化剂表面的吸附,SO2中毒后的催化剂表面会沉积硫酸铵盐,在H2O的协同作用下,Ce掺杂后催化剂表面更易沉积硫酸铵盐,这是催化剂失活的主要原因。     

烧结温度对尖晶石型LiMn2O4的影响

尖晶石型锰酸锂作为锂离子电池正极材料具有比能量高、循环性能好、成本低、无污染、安全性能好等优点,成为近年来研究的热点。尖晶石型LiMn2O4的结构与性能在很大程度上决定着锂离子电池的商业化。烧结温度是制备LiMn2O4的重要影响因素。从制备方法上综述了温度对尖晶石型LiMn2O4的影响。     

Al3 掺杂对LiNi0.5Mn1.5O4材料性能的影响

制备了不同Al~(3+)掺杂量(x)的Li_(1+x)Al_xNi_(0.5)Mn_(1.5–x)O_4(LNMO)材料,通过XRD、SEM等对LNMO材料的结构进行了表征,通过CV测试、交流阻抗谱测试等方法测定了材料的电化学性能,讨论了Al~(3+)的掺杂量对材料结构和性能的影响。结果表明,适当的Al~(3+)掺杂会提高材料的结构稳定性及循环、倍率性能。当x=0.06时改性效果最好,在0.5和2.0 C下循环100次的容量保持率分别达到95.2%和90.0%。而且氧化还原峰的电势差较小,循环可逆性能最好。在该基础上,通过聚合物辅助法制备的样品由于{111}晶面族取向性更强,进一步提升了循环性能,0.5和2.0 C下循环100次容量保持率分别达到97.1%和93.0%。     

锂元素掺杂对尖晶石相LiMn_2O_4的结构影响

以氢氧化锂、柠檬酸以及醋酸锰为原料，利用低温固相法制备了LiMn2O4及其Li元素掺杂产物，采用XRD和FTIR研究了合成产物的性能。XRD测试表明，所有产物均为尖晶石相结构，Li溶入了尖晶石相产物的晶格之中，当Li：Mn比为1．05：2时，掺杂的Li^＋主要位于尖晶石相晶格的四面体位置，而当Li：Mn比为1．2：2时，掺杂的Li^＋主要位于尖晶石相品格的八面体位置；FTIR结果显示，经过Li元素掺杂后，尖晶石产物中的Mn（Ⅳ）-0和Hn（Ⅲ）-0键均存在着不同程度的蓝移和红移现象。     

钛基铜系低温SCR催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用浸渍法制备M-Cu/Ti-PILC(M=Mn、Ce、Co、Fe、Zr和Ag)催化剂,并应用于丙烯选择催化还原NO体系(C3H6-SCR),考察第二种活性物种M对Cu/Ti-PILC催化性能的影响。结果表明,Mn物种会降低Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性和反应温度;Ce物种能拓宽Cu/Ti-PILC催化剂的反应窗口;Co对Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性及反应温度无影响;Fe、Zr、Ag会提高Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性,并且Fe、Ag物种不影响Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度,而Zr会提高Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度。     

Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料研究进展

尖晶石型LiMn_2O_4具有资源广、电压高、成本低、无污染、安全等优点,是具有良好发展前景的锂离子电池正极材料之一。由于在使用过程中Jahn-Teller效应、锰的溶解等引起其结构塌陷,制约了材料的应用,掺杂可以有效稳定LiMn_2O_4材料的结构、抑制容量衰减等,提高循环稳定性能。综述了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4正极材料的研究进展,展望了Co掺杂尖晶石型LiMn_2O_4材料的发展前景。     

钛基铜系低温SCR催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用浸渍法制备M-Cu/Ti-PILC(M=Mn、Ce、Co、Fe、Zr和Ag)催化剂,并应用于丙烯选择催化还原NO体系(C3H6-SCR),考察第二种活性物种M对Cu/Ti-PILC催化性能的影响。结果表明,Mn物种会降低Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性和反应温度;Ce物种能拓宽Cu/Ti-PILC催化剂的反应窗口;Co对Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性及反应温度无影响;Fe、Zr、Ag会提高Cu/Ti-PILC催化剂的催化活性,并且Fe、Ag物种不影响Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度,而Zr会提高Cu/Ti-PILC催化剂的反应温度。     

掺杂元素对Mn基催化剂SCR性能及抗硫性能的影响

采用溶胶凝胶法制备M-Mn/TiO₂催化剂,M=Fe、Ce、Ni、Sm、Cu,考察掺杂元素对催化剂SCR性能和抗硫性能的影响,并采用XRD、H₂-TPR表征手段考察掺杂组分对催化剂性质的影响。结果表明,掺杂金属元素后,催化剂的晶粒尺寸和还原性能发生变化,表现为Fe、Ni的掺杂明显降低催化剂粒径尺寸而Ce、Sm、Cu的掺杂增加了粒径尺寸;Cu和Ni的掺杂有利于提高催化剂的还原性能。SCR实验结果表明,Cu、Sm的掺杂在整个反应温度区间内都会抑制催化剂脱硝活性,而Fe、Ni、Ce的掺杂主要抑制低温活性,在高温阶段则会促进反应的进行。掺杂金属元素后催化剂T₈₀活性窗口顺序为：Fe-Mn/TiO₂＞Ni-Mn/TiO₂＞Ce-Mn/TiO₂≈Mn/TiO₂＞Sm-Mn/TiO₂＞Cu-Mn/TiO₂。Sm-Mn/TiO₂和Ce-Mn/TiO₂能保持与Mn/TiO₂基本相似的抗硫性能,但掺杂Fe、Cu、Ni会导致催化剂在较短时间内因硫中毒失活,尤其是Fe-Mn/TiO₂催化剂的活性中心受SO₂硫酸盐化影响最大,但是水洗再生之后其活性基本恢复,且Fe-Mn/TiO₂和Ni-Mn/TiO₂催化剂的抗硫中毒性能在水洗后得到提高。     

原子掺杂对非汞催化剂性能的影响

非汞催化剂代替高毒性的汞催化剂用于氯乙烯合成具有非常重要的研究意义。为了进一步提升非汞催化剂的活性和稳定性,采用原子掺杂改性催化剂的方法得到广泛研究。本文通过总结非汞催化领域的研究成果,结合本公司团队在非汞催化剂方面的开发经验,论述了单原子氮、磷、硫以及双原子氮-硼、氮-硫等掺杂对催化剂的物化性质以及催化性能的改性效果。