基于亲核活性机理合成具有优良高倍率性能的纳米Li4Ti5O12/还原氧化石墨介孔复合负极材料(英文)

改善Li₄Ti₅O₁₂电子和离子的传导性能是提高其倍率性能的关键。本文利用氧化石墨的亲核反应活性,采用简易的一锅法制备了具有优良倍率性能的纳米Li₄Ti₅O₁₂/还原氧化石墨介孔复合材料。理论计算和实验结果证实氧化石墨中含氧官能团具有强亲核反应活性,是获得纳米Li₄Ti₅O₁₂颗粒和介孔结构的关键,揭示了基于亲核活性的材料合成机理。在复合材料制备过程中,反应物嵌入氧化石墨本体,并在层间原位形成Li₄Ti₅O₁₂前驱体纳米颗粒。所形成的前驱体纳米颗粒会增大氧化石墨层间距,并进一步减弱其层间作用力,导致氧化石墨在随后的球磨作用下被剥离为介孔结构。经高温烧结,成功制备纳米Li₄Ti₅O₁₂/还原氧化石墨介孔复合材料。纳米颗粒与介孔结构的协同效应使得复合材料具有高Li+...     

石墨结构层包嵌α-Fe纳米粒子及其前驱体的谱学研究

石墨结构层包嵌铁纳米粒子是一种纳米尺度复合材料,具有类似三明治的结构.研究表明,其拉曼光谱的E2g2模出现了红移,说明铁纳米粒子外部原子将部分电荷转移给了碳网,与其X射线光电子能谱的分析结果吻合.2阶和3阶石墨层间化合物前驱体的拉曼光谱与其它受主型石墨层间化合物的类似,其内部层碳网和边界层碳网的E2g2模频率不同.     

超临界乙醇制备TiO_2/石墨烯纳米复合材料及其表征

以氧化石墨为载体、钛酸异丙酯为前驱体,利用超临界乙醇的超临界性能和还原性,制得了晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料。通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对采用Hummers法制得的氧化石墨(GO)进行表征;同时利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2/石墨烯纳米复合材料进行研究。结果表明:成功制得了氧化石墨(GO)和晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料,并且发现二氧化钛在石墨烯纳米片层上呈现为有规则的颗粒,分散均匀,平均粒径为8.24nm。     

Al2O3/Ti-Al复合材料的抗高温氧化性研究

利用氧对金属Ti、Al粉的部分氧化，原位合成了Ti—Al金属间化合物和氧化铝，从而制备出了Al2O3／Ti—Al复合材料，通过氧化增重实验研究了材料的抗高温氧化性能，发现随着原始配比中Al含量和烧成温度的增加，复合材料的抗高温氧化性能逐渐提高，并借助X衍射和SEM手段对复合材料的组成和显微结构进行了分析，讨论了工艺因素对材料氧化性能产生影响的机理。     

碳毡电极及膨化石墨电极上氧的催化还原研究

用不同的氧化剂对碳毡进行处理,发现经ＫＭｏＯ４处理的碳毡电极对氧还原的催化活性最好,并用电化学方法得到了碳毡的真实面积为其表观面积的２６６倍。用混合液相法成功地合成了ＳｂＣｌ５－石墨层间化合物,发现ＳｂＣｌ５－石墨层间化合物可以膨化,且膨化倍数明显地高于Ｈ２ＳＯ４－石墨层间化合物,膨化石墨对氧化还原催化作用和石墨是一致的。     

石墨烯/ Pd复合材料的制备及其形成机制研究

采用氯化双乙二胺钯Pd(en)2Cl2为钯的前驱体、氧化石墨为炭的前驱体,先将Pd(en)22+插入氧化石墨层中,再用NaBH4化学还原插层的氧化石墨,从而制备出石墨烯/Pd复合材料。并用X衍射(XRD)、场扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)和N2吸附表征复合材料的结构,且在此基础上推导出石墨烯/Pd复合材料的形成机制。     

氧化钌/纳米石墨复合电极材料的制备及电学性能研究

以纳米石墨为基体,通过乙醇钌水解、过饱和非均相沉淀获得纳米级RuO2,并包覆沉积于石墨表面,制备新型纳米RuO2/nano-C复合电极材料。X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能谱(EDS)分析表明:醇钌盐水解后生成的氧化钌主要是以非晶态RuO2·xH2O的形式包覆在纳米石墨上。循环伏安曲线测试表明:复合电极材料在充放电过程中包含了碳双电层的储电机理和氧化钌氧化还原反应的储电机理,乙醇钌浓度为0.12mol·L-1的比容量为314F·g-1。     

聚苯胺/HNb_3O_8纳米复合材料合成及电化学性质研究

聚苯胺(PANI)/HNb3O8层状纳米复合材料通过原位聚合的方法合成,苯胺/HNb3O8插层型化合物作为前驱体。根据实验结果分析,苯胺插层到HNb3O8内层空间形成双相的苯胺/HNb3O8插层型化合物——单层和双层苯胺分子排列方式。通过聚合后,聚苯胺分子以单层方式排列在层间。实验得到的PANI/HNb3O8层状纳米复合材料通过XRD,SEM和IR表征,通过电化学修饰电极研究表明,复合材料具有很好的氧化还原活性和稳定性。     

尼龙11/热膨胀石墨纳米复合材料的制备与表征

采用直接熔融共混的方法制备了尼龙11/热膨胀石墨纳米复合材料,用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸和电导率测试等手段研究了尼龙11/热膨胀石墨(PA11/TEG)纳米复合材料的微观结构和性能.结果表明,石墨的高温热处理能有效剥离石墨片层,单独的石墨片层厚度...     

中外合作在全固态锂硫电池研究方面取得进展

正中国科学院宁波材料与工程研究所与美国马里兰大学的研究人员合作,设计了一种采用新型硫正极结构的全固态锂硫电池,通过在还原氧化石墨烯上沉积超薄(~2nm)非晶态纳米硫层保持复合材料的高电子传导率,进而将还原氧化石墨烯/硫复合材料均匀分散在超锂离子导体Li_(10)GeP_2S_(12)基复合材料中,实现了高离子电导率     

Hydrothermal synthesis and capacitance property of cobalt sulfide/graphene oxide nanocomposite

The cobalt sulfide/graphene oxide (CoS/GO) nanocomposite was synthesized by a simple hydrothermal reaction. The products as-synthesized were characterized by XRD, SEM, TEM, BET-BJH and TG. The electrochemical property and impedance of the CoS/GO nanocomposite were studied by cyclic voltammetry and EIS analysis, respectively. The results show that the presence of the GO enhances the electrode conductivity, and then improves the capacitance property of the CoS/GO nanocomposite. The galvanostatic charge/discharge measurement results show that the CoS/GO nanocomposite has a high specific capacitance (550 Fg^-1) and long cycle life (over 1 000 cycles).     

氧化石墨片层中含氧官能团的探讨

采用Hummers法合成了氧化石墨（GO）产物,并通过XRD、IR、SEM和XPS等分析方法对产物进行表征分析.结果表明石墨被氧化为氧化石墨后仍具有层状结构,层间距比石墨大,层间含有大量的含氧功能性极性基团,包括羟基、羧基、醚基,未发现文献报道的环氧基团.     

聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备及其超级电容性能

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在乙醇溶液中超声分散120 min得到氧化石墨烯悬浮液。采用滴涂法在玻碳电极表面得到氧化石墨烯薄膜,通过电化学技术在氧化石墨烯薄膜上沉积得到聚乙酰苯胺纳米线,成功制备了聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料(PAANI/GO)。利用扫描电镜、循环伏安法和恒电流充放电测试技术对合成材料的形貌和充放电性能进行表征和测试。结果表明,直径为80 nm的聚乙酰苯胺纳米线均匀分散在氧化石墨烯表面,制备的复合材料在1 mol/L高氯酸溶液中,当循环伏安扫速为10 m V/s时,可以获得706 F/g的比电容,PAANI的比电容为285 F/g。聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料具有优异的充放电稳定性,当恒电流为1A/g时,循环充放电1 000次比电容是初始值的90%。     

铁锰氧化物对苯酚氧化降解的实验研究

为了考察铁锰氧化物对酚类污染物的氧化降解能力,采用天然以及合成的铁锰氧化物对苯酚的氧化降解进行对比实验研究。土壤中铁锰氧化物样品分别为天然针铁矿及氧化锰,合成铁锰氧化物样品分别为合成针铁矿及软锰矿。结果表明:苯酚与铁锰氧化物发生氧化还原作用时,还可能与土壤中杂质发生吸附等作用;铁锰氧化物还原反应强度随着反应介质pH值的升高而迅速下降;可用零级反应动力学方程拟合铁氧化物还原溶解反应,针铁矿溶解反应的强度与介质的pH值呈负相关关系;天然针铁矿对酚类污染物的氧化降解能力明显高于合成针铁矿,pH值对天然针铁矿溶解反应影响较大;可用一级指数衰减方程拟合锰氧化物还原溶解反应,锰氧化物溶解反应的强度与介质的pH值呈指数衰减关系;pH值对软锰矿还原溶解反应的影响大于对土壤中氧化锰的影响,pH值越小,影响越显著;对比pH值对铁和锰还原作用的影响发现,在pH=6.5时,锰氧化物仍有较强的氧化性能。     

海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能

为了研究氧化石墨烯（GO）对海藻酸钠（SA）凝胶性能的影响,以Ca2+与Fe3+作为交联剂,在SA水凝胶自组装过程中加入GO水溶液,一步法得到了海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶。通过扫描电子显微镜与X射线衍射表征了所得凝胶的结构与微观形貌,测试了不同凝胶样品的平衡溶胀性能和力学性能。研究结果表明,Fe3+交联得到的凝胶结构相比Ca2+交联得到的凝胶更加紧凑,平衡溶胀性能降低较多;随着GO的加入,复合水凝胶的力学性能提升,平衡溶胀性能降低,这表明SA/GO复合水凝胶的性能可以通过选择合适的交联剂与GO用量进行调控。关键词:海藻酸钠;氧化石墨烯;复合水凝胶     

The use of graphene oxide membranes for the softening of hard water

Strong chemical interactions between the oxygen-containing functional groups on graphene oxide (GO) sheets and the ions of divalent metals were exploited for the softening of hard water. GO membranes were prepared and evaluated for their ability to absorb Ca²⁺ and Mg²⁺ ions. These GO membranes can effectively absorb Ca²⁺ ions from hard water; a 1 mg GO membrane can remove as much as 0.05 mg Ca²⁺ ions. These GO membranes can be regenerated and used repeatedly.     

Mechanism of boron oxide as a phase regulator for modification of manganese slag

The current research focused on adjusting the low hydration activity of the metallurgical slag by phase reconstruction technique. Boron oxide was used as a phase regulator to improve the amorphous phase composition of the manganese slag, consequently enhancing its hydraulic activity. The effects of boron oxide dosage and calcination temperature on the manganese slag amorphous phase content were investigated. XRD and DTG were performed to analyze the hydration mechanism of the manganese slag powder and cement. Results show that, when boron oxide dosage is 15%, calcination temperature is 1 300 ℃, and holding time for 1 hour, the amorphous content of the modified manganese slag reaches 95% and its 28-day activity index reaches 81.7%. The manganese slag powder can then be used as cement or concrete admixtures for the building materials industry.     

酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化特性的研究

采用酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化性能进行了研究.吸附试验结果表明：酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附等温线符合Langmuir方程,该吸附是单分子层吸附;动力学实验结果表明,吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附饱和吸附量约为146.37mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附量增加;对于初始浓度为10mg/L,体积为100mL的含锰溶液,要达到最大去除效果,酸性水钠锰矿的最适投加量为15mg.氧化实验结果表明：在曝气的条件下,酸性水钠锰矿可以促进水中溶解氧对Mn（Ⅱ）的氧化,最大氧化量为46.79mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化量增加,pH的最佳范围为9-10.     

多功能柔性二氧化猛/还原氧化石墨烯碳化棉织物的制备及性能研究

多功能柔性二氧化锰/还原氧化石墨烯碳化棉织物(MnO_2/rGO@C)在本文中得以制备。为赋予棉织物多重功用,先将棉织物浸于GO分散液中,然后采用原位溶液沉积法将纳米MnO_2粒子结合于GO-棉织物表面,并通过碳化工艺获得最终多功能导电碳化产品。采用SEM,XRD,ICP测试和元素分析对碳化织物的微观结构形态及组成成分进行表征,并就其电-化学性能和电-机械性能进行评估与研究。结果显示,在电流密度为100 mA/g时,MnO_2/rGO@C的比电容可达329.4 mA h/g,比未经MnO_2/rGO整理的碳化纯棉织物高40%以上。此外,MnO_2/rGO@C还展现出优良和可重复的电-机械性能,应变恒定,在曲率为0.6cm-1时,其标准电阻(RR0)/R0可达0.78。MnO_2/rGO@C织物用途广泛,可规模化生产,并能适应多种智能纺织品的应用。     

不同形态的锰酸锂晶体的熔融盐法制备及对其对充放电性的影响

论述了不同形状和大小的锰酸锂晶体的熔融盐制备法，以及尖晶石型锰酸锂晶体的形状和大小对充放电特性的影响。氧化锰微孔晶体以[MnO6]八面体为基本单元，用共棱和／或共角的连接方式组成一维隧道、二维层状和三微网络的多样化的微孔结构，这些结构中的遂道、层和空位是传送离子的通道。影响离子传送的因素除了结晶结构以外，还同晶体的形态和大小有关。熔融化盐法是控制锰酸锂晶体的形态和大小的有效的方法，通过选择熔融盐的种类和控制制备条件可得到不同组成、不同形态和大小的晶体。把不同组成、不同形状和大小的尖晶石型锰酸锂晶体作为锂电池的正极材料，探讨了电池的充放电性能，发现薄片或针状的富锂组成的锰酸锂晶体可有效的提高其充放电容量和改善充放电特循环特性。