Schiff碱过渡金属聚合物正极材料电化学性能研究

采用简单的两步法合成Schiff碱过渡金属单体Ni(salphen)和Ni(CH3O-salphen),再通过循环伏安法将单体电聚合到多璧碳纳米管(MWCNTs)上构成复合电极作为超级电容器正极材料。实验结果表明,取代基甲氧基的加入使得Schiff碱过渡金属聚合物表现出更优的电化学活性并能够贡献更大的比容量,材料的电化学性能得到明显的提升。此外,XPS分析表明储能是通过聚合物内活性基团在充放电过程中的可逆变化贡献的赝电容而不是Ni的变价贡献的容量来实现。     

水热电化学法制备LiNiO2薄膜

采用水热电化学法在Ni基体上一步合成结晶完好、具有网状结构的LiNiO2薄膜。由于薄膜多孔，具有很大的内表面积，组装成电池后电解质溶液能浸入薄膜内部的毛细管中，增大电极与电解质的接触面积，使电极材料的活性得到充分发挥。循环伏安电性能测试结果表明，薄膜电极在4．3V左右出现强氧化峰（脱锂），在3．5V左右出现还原峰（嵌锂），说明薄膜电极具有较好的电化学性能，因为LiNiO2氧化物层具有空穴导电性，是一种P型半导体。通过循环伏安法模拟水热电化学反应过程可知，在Ni基体上生成LiNiO2薄膜的反应历程为：Ni→Ni（OH）2→NiOOH→LiNiO2。     

NaCl-KCl-MgCl2熔盐Mg2+在钨电极上的 电化学还原机理

采用三电极在NaCl-KCl熔盐电解质体系,以MgCl₂为原料应用AUTOLAB电化学工作站分别通过循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究了1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原过程.循环伏安测试结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐体系中Mg2+在钨电极上的电化学还原是1步反应转移2个电子过程,电极反应受扩散控制,扩散系数为3.81×10-6 cm2/s,电极反应为Mg2++2e-→Mg.计时电位测试结果验证了循环伏安测试结果的正确性.计时电流测试数据拟合结果表明:1 073 K时NaCl-KCl-MgCl₂熔盐中Mg2+在钨电极上的电结晶是瞬时成核方式.      

铁氰酸镍/碳纳米管修饰电极对肼的电催化氧化

本文利用电化学沉积技术制备了铁氰酸镍/碳纳米管复合修饰电极,并用循环伏安法对修饰电极进行表征.最后,将该电极用于N2H4的电催化氧化且取得了较好的效果,NiHCF的引入明显降低了N2H4催化氧化电位.     

LiF-SrF2-SrO熔盐体系中Sr2+电化学行为的研究

在电化学工作站AUTOLAB 上采用三电极体系以循环伏安法、计时电流法和计时电位法研究了LiF-SrF2-SrO熔盐体系于1253 K温度下锶在钨电极上的电化学还原过程及其控制步骤.研究结果表明：Sr2+在钨电极上的还原过程是一步得两个电子的准可逆反应,析出电位在-1.0 V 附近.阴极过程受离子的扩散步骤控制,计算得出扩散系数为6.07×10-5 cm2/s.     

NaCl-KCl-NaF-WO3熔盐体系W6+ 的电化学行为

实验以NaCl-KCl-NaF为电解质体系，WO₃为原料，利用循环伏安法、计时电位法、计时电流法和方波伏安法, 研究温度为973 K时钨离子在钨电极上的电化学过程.结果表明:W（Ⅵ）离子的还原过程分2步进行，第1步还原过程为两电子转移，电极反应方程式为W6++2e-→W4+; 第2步还原过程为四电子转移过程，电极反应方程式为W4++4e-→W，且都为准可逆反应. W（Ⅵ）离子在钨电极上的还原过程受扩散控制，扩散系数为1.05×10-9 cm2/s.      

液相氧化法改性碳纳米管复合电极对钒电池性能的影响

为提升钒电池负极侧电极的电化学活性，采用液相氧化法对碳纳米管进行改性，并将其引入石墨毡表面制备复合电极。首先对碳纳米管与石墨毡的电化学性能进行对比，再通过液相氧化改性对碳纳米管的电化学活性进一步优化，最后制备了碳纳米管石墨毡复合电极，并采用充放电测试考察其性能表现。结果表明：在浓H2SO4与浓HNO3体积比为1︰3，温度80 ℃，改性时间2 h条件下得到的碳纳米管电化学活性最佳。在120 mA/cm2的电流密度下，以复合电极为负极的电池电压效率和能量效率分别为87.96%、83.47%，分别比石墨毡（82.08%、77.31%）提高了5.88和6.16个百分点，具有良好的倍率性能。     

壳聚糖-多壁碳纳米管修饰玻碳电极差分脉冲溶出伏安法测定痕量钯

将多壁碳纳米管(MWCNT)分散于壳聚糖（CTS）溶液中,修饰在玻碳电极（GCE）表面,制成了壳聚糖-多壁碳纳米管修饰玻碳电极(CTS-MWCNT-GCE)。利用差分脉冲溶出伏安法研究了钯在该电极上的溶出伏安特性,优化了试验条件,提出了一种测定痕量钯的新方法。试验发现,在0.1 mol/L乙酸钠-0.1 mol/L盐酸缓冲溶液（pH 4.10）中,钯于－400 mV处被富集在该修饰电极表面,在-300 mV～400 mV电位范围内,以100 mV/s的速率扫描,钯在135 mV（vs. SCE）处出现一灵敏的溶出峰,峰电流与钯的浓度在1.88×10-9～1.69×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.10×10-10 mol/L。该修饰电极具有良好的稳定性和重复性,在含有1.0×10-9 mol/L钯的溶液中,连续11次测定,其相对标准偏差(RSD)为0.21 %。方法用于矿样中痕量钯的测定,测定结果同火焰原子吸收光谱法（FAAS）的测定结果基本一致。     

CP熔盐电化学方法检测LiCl-KCl熔盐La（Ⅲ）浓度

在773 K氩气环境下,采用CP熔盐电化学方法对LiCl-KCl电解质体系中不同组分LaCl₃(0.98 %、2.0 %和3.3 %)进行La离子浓度检测.研究结果表明:La（Ⅲ）在钨电极上相对于银/氯化银参比电极的还原析出电位在-2.0~-2.2 V左右,通过阴极峰电流值、过渡时间与深度三者关系计算,773 K下La离子扩散系数在1.29×10-5~5.42×10-5 cm2/s之间.通过对比计时电位法（CP）和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP）检测的La离子浓度结果,相对误差依次为1.25 %、1.11 %和1.72 %.LiCl-KCl熔盐中La电沉积的峰值电流和过渡时间平方根乘积与浓度呈良好线性关系,说明以CP熔盐电化学方法检测离子浓度可行性好.      

金纳米颗粒修饰钛电极的制备及其对葡萄糖氧化的电催化活性

利用恒电流电沉积法,制备出金纳米颗粒修饰钛电极（Au／Ti）。利用循环伏安、电位阶跃等电化学技术,研究了碱性溶液中Au／Ti电极对葡萄糖氧化的电催化活性。与多晶金电极相比,葡萄糖在Au／Ti电极上氧化的起始电位更低、电流密度明显增加。实验表明,A11／Ti电极对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性。对葡萄糖在Au／Ti电极上的双电位阶跃分析表明,葡萄糖在0．1mol／LNaOH溶液中的电化学氧化反应速率常数为5．79×10^4cm^3／（mol·s）。     

聚对氨基苯甲酸/石墨烯-全氟磺酸 聚四氟乙烯

将石墨烯（Gr） nafion复合物滴涂到玻碳电极表面,然后通过电聚合将对氨基苯甲酸（p ABA）修饰至电极表面制成聚对氨基苯甲酸/Gr nafion修饰玻碳电极。利用差分脉冲溶出伏安法研究了Cu2+在修饰电极上的电化学行为。试验发现Gr nafion膜和聚合膜poly(p ABA)的协同作用,提高了Cu2+在电极表面的富集程度,有效地促进了电子在修饰电极上的传递速度。对实验参数进行优化,并通过考察发现传感器有良好的重现性,且一些常见的阳离子和阴离子对Cu2+响应信号不产生干扰。在50×10-7 ~40×10-5 mol/L范围内,铜离子浓度与峰电流呈良好的线性关系,相关系数为0995。方法检出限为50×10-9 mol/L（S/N=3）。方法应用于废水样中Cu2+的测定,结果同ICP AES法的测定结果相一致,相对标准偏差为24%~36%。由于循环伏安曲线中Cu2+和Cd2+的溶出峰电位差较大,且没有相互干扰,所以该电极可用于Cu2+和Cd2+的同时测定。     

Heavy Metals Removal from Acidic and Saline Soil Leachate Using Either Electrochemical Coagulation or Chemical Precipitation

This study compares electrocoagulation and chemical precipitation for heavy metals removal from acidic soil saline leachate (SSL) at the laboratory pilot scale. The electrocoagulation process was evaluated via an electrolytic cell [12 cm (width)×12 cm (length)×19 cm (depth)] using mild steel electrodes (10 cm width×11 cm high), whereas chemical precipitation was evaluated using either calcium hydroxide [Ca(OH)2] or sodium hydroxide (NaOH). By comparison with chemical precipitation at a pH varying between 7 and 8, electrocoagulation was more effective in removing metals from SSL having a relatively low contamination level (124?mg?Pb/L and 38?mg?Zn/L). For SSL enriched with different heavy metals (each concentration of metals was initially adjusted to 100 mg/L) and treated at a pH lower than 8.5, with the exception of Cd, the residual metal concentrations at the end of the experiments were below the acceptable level recommended for effluent discharge in urban sewage works (less than 4 mg/L of each residual metal concentration was recorded) using electrocoagulation, contrary to chemical precipitation using NaOH (more than 15 mg/L of each residual metal concentration was recorded). By comparison, chemical precipitation using Ca(OH)2 was effective in reducing Cr, Cu, Ni, and Zn under the permissive level, but not for Cd and Pb. However, both chemical precipitation processes needed to be operated at higher pH values (around 10.0) to be more effective in reducing metals from SSL and, therefore, required a pH adjustment of the effluent before discharge, whereas electrochemical treatment had a practical advantage of producing an effluent having a pH close to the neutral value and suitable for stream discharge in the receiving water. On the other hand, electrocoagulation was also found to be very efficient for removing Pb from very contaminated solutions (250–2,000 mg?Pb/L). At least 94% of Pb was removed regardless of the initial Pb concentration in the SSL. Electrochemical coagulation involves a total cost varying from 8.67 to 13.00 $/tds, whereas 0.84 to 16.73 $/tds is recorded using chemical precipitation. The cost included only energy consumption, chemicals consumption, and metallic sludge disposal.     

聚L-天冬氨酸/多壁碳纳米管复合膜修饰玻碳电极测定亚硝酸根

采用滴涂法和电聚合法制备了聚L-天冬氨酸/多壁碳纳米管复合膜修饰玻碳电极,利用循环伏安(CV)法研究了亚硝酸根 ( NO^-₂) 在该修饰电极上的电化学行为,建立了一种电化学测定NO^-₂的新方法。实验结果表明,该修饰电极对于 NO^-₂的氧化具有良好的电催化性能,并且显著促进 NO^-₂在电极表面的电化学过程。利用差分脉冲伏安法测定,在2.0 × 10^-6~2.0 × 10^-4 mol/L浓度范围内,NO^-₂的氧化峰电流与浓度呈现良好的线性关系,相关系数为 0.998 9。信噪比为 3 时,NO^-₂的检出限为 2.0 × 10^-7 mol/L。方法成功地用于环境水样中NO^-₂测定。     

Nd(III)在NaF-KF熔盐钨电极上电化学行为

钕铁硼磁体中稀土元素钕占据较大比重,从钕铁硼废料回收稀土有重大意义。为进一步了解钕在高温下氟化物熔盐的行为,本文在1 063 K采用NaF-KF(摩尔比2:3)电解质体系,加入质量分数为1%的NdF₃,以Pt为参比电极,钨棒为对电极,用循环伏安法等电化学暂态测试研究了Nd(III)在惰性钨电极上的电化学过程,探究Nd(III)的还原机理。结果显示:Nd(III)于NaF-KF-NdF₃熔盐中在惰性钨电极上的电化学还原过程是受扩散控制的不可逆的一步反应:Nd(III)+3e-=Nd,1 063 K时循环伏安法得到Nd(III)的扩散系数为2.107×10-5 cm2/s,钕的成核机制为瞬时成核。      

The Electrochemical Formation of Ni-Tb Intermetallic Compounds on a Nickel Electrode in the LiCl-KCl Eutectic Melts

The work presents an electrochemical study on the formation of Ni-Tb intermetallic compounds in the LiCl-KCl-TbCl₃ melts on tungsten and nickel electrodes at 773 K (500 °C) by electrochemical techniques. For a tungsten electrode, cyclic voltammetry and square-wave voltammetry showed that the electrochemical reduction of Tb(III) proceeded in a one-step process involving three electrons at ?2.06 V (vs Ag/AgCl). For a nickel electrode, the reduction potential of Tb(III)/Tb was observed at more positive values than those on W electrode by cyclic voltammetry, due to the formation of Ni-Tb intermetallic compounds. Square-wave voltammetry and open-circuit chronopotentiometry put into evidence the formation of intermetallic compounds at around ?1.27, ?1.63, and ?1.88 V, respectively. Three alloy samples were obtained by potentiostatic electrolysis on a Ni electrode at various potentials and analyzed by X-ray diffraction, scanning electron micrograph, and energy-dispersive spectrometry. The analysis results confirmed the formation of Ni₁₇Tb₂, Ni₅Tb, and Ni₂Tb alloy compounds.     

1723K下熔渣中Ni~(2+)和Fe~(2+)离子共存时的电化学行为

利用MgO部分稳定的ZrO_2固体电解质管集成构建以Pt,O_2(空气)|ZrO_2作为参比电极的新型可控氧流电解池,采用循环伏安CV、方波伏安SWV、恒电位电解PE等方法,并结合热力学计算与显微观察、能谱分析,研究1 723K高温下SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3熔渣中共存的Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子在Ir电极上的电化学行为。结果表明:熔渣系中FeO与NiO之间存在较弱的相互作用,但镍离子以Ni~(2+)存在,铁离子基本以Fe~(2+) 存在。进行方波伏安分析时,Ni~(2+)、Fe~(2+) 离子的还原峰电流对频率呈现不同的规律。Ni~(2+)在Ir电极上的电化学还原是扩散控制的一步两电子转移反应过程;Fe~(2+) 到Fe的电化学还原也是一步两电子转移反应过程,但Fe~(2+) 的还原明显受到Ni~(2+)还原的影响。基于循环伏安法,计算得到NiO、FeO的质量分数分别为3%、5%的熔渣中Ni~(2+)离子在1 723K下的扩散系数为(9.2±0.2)×10-6cm2/s。     

原位热聚合制备PVC-SN共混固态电解质及其性能

固态电解质的低离子电导率和不稳定的电解质/电极界面是阻碍固态锂电池发展的关键问题。本文采用原位热聚合法制备聚碳酸亚乙烯酯(PVC)和丁二腈(SN)共混固态电解质,研究SN对PVC固态电解质本征性能以及固态电解质/电极界面稳定性的影响。研究结果表明:具有较好抗氧化性的SN均匀地分布在固态电解质内部,促进锂盐解离的同时提高聚合物链段运动能力,实现对离子导电网络的增强。引入SN后,室温离子电导率从2.4×10^?6 S/cm提升至1.213×10^?3 S/cm,氧化分解电位从4.58 V提升至5.52 V。当w(SN)为10%时展现出优异的循环稳定性,放电比容量高达163.1 mAh/g。在充电过程中,SN上具有孤电子对的氰基与高活性过渡金属离子配位络合,可减少电解质/电极界面副反应,提高正极材料的结构稳定性。     

以阵列二氧化钛纳米棒为载体制备一体化析氧电极

以碳纸为支撑体,氯铱酸为前体,利用二氧化钛纳米棒阵列作为载体,采用浸渍-热分解法成功制备IrO₂-TiO₂/C一体化析氧电极.通过扫描电镜 (SEM)、XRD、XPS和电化学方法——循环伏安 (CV)、交流阻抗 (EIS) 等手段,研究载体形貌对析氧电极性能的影响.结果表明:二氧化钛载体能有效抑制支撑体碳纸在高电位下的腐蚀,当电压为2.4 V时,极化电流才仅为13.2 mA/cm2,一体化析氧电极积分电荷由87.2 mC/cm2增至178.5 mC/cm2,电极电化学反应阻抗由3.13 Ω·cm2降低到1.62 Ω·cm2,极大地提高了析氧电极的接触面积和催化剂的电催化活性.      

Electrochemical Preparation of La—Fe Alloy Films in Dimethylsulfoxide（DMSO）

Ｒａｒｅｅａｒｔｈｓａｎｄｔｈｅｉｒａｌｌｏｙｓｈａｖｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｍａｇｎｅｔｉｃ ,ｏｐｔｉｃａｌ,ｅｌｅｃｔｒｉｃａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅ .Ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ .ＴｈｅＬａ Ｆｅａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄａｓｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ .Ｓｉｎｃｅｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｖｅｒｙａｃｔｉｖｅ,ｉｔｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕ…