1,4-巯甲基苯的合成及其电化学性质研究

节二硫酸是重要的有机合成中间体,可用于合成硫醚[1]、含硫冠醚[2],也可作为含硫聚合物的单体,应用广泛。硫醇的合成大多采用相应的卤代烃与疏脲在有机溶剂中回流,后在碱性条件下水解而制得。我们参考文献[3],在相转移催化剂作用下,利用1,4二氯等和十二水硫代磷酸三钠,用水作溶剂进行反应,中间产物经温和水解,可高产率地得到对李二硫酸。此法反应条件温和,反应时间大为缩短,即使底物分子中有对磷敏感的基团也不受影响。在玻碳汞膜电极和银微盘电极上,我们考察了合成的对苄二硫酸电化学性质,发现分别于KNO3介质和HAc－NaAc…     

无机盐水溶液反应合成MnO2纳米粉体及其电容特性

采用无机盐水溶液反应合成了纳米MnO2粉末。X射线衍射结果表明：所制备的MnO2是a-MnO2与γ-MnO2的混合晶相。透射电镜分析表明：所制备的MnO2粒径为4～20nm。由所制备的粉末在300℃煅烧3h后作为活性物质制成电极。在1mol／L的(NH4)2SO4电解液中,在电位范围(以饱和甘汞电极为参比电极)为0．15～0．75V的三电极体系中,通过循环伏安曲线考察了电极的电容性能。循环伏安结果表明：所制备的纳米MnO2具有优异的电容性能,通过恒流充放电测得其比容量最高可达150．4F／g,循环2～3次后．充放电曲线进入稳定状态,说明纳米MnO2具有较好的循环充放电性能。作为电极材料,纳米MnO2具有较好的应用前景。     

喷雾热解法制备超细MnO2及其电化学性能

采用喷雾热解法制备了超细MnO₂阴极材料,并利用XRD、SEM和电化学测试方法研究了MnO₂的相组成、形貌、电化学性能以及在碱性溶液中的阴极极化行为.实验结果表明,喷雾干燥后的样品呈球形,表面有裂纹,经热处理后产物为Mn₂O₃,此时颗粒表面碎裂,形成多孔材料,酸处理后得到γ-MnO₂,含量超过90％.与EMD（电解二氧化锰）相比,所制备样品的放电容量（截止电压1.0V vs Zn）为215mAh·g^-1,放电深度可达一电子理论容量的70％,比EMD提高了15％;结合稳态极化和电化学阻抗法,发现质子在MnO₂晶格中的扩散符合多孔电极的阻挡层扩散模型,由等效电路拟合得到的数据能够较好地解释实验现象,反映了质子固相扩散的真实情况.     

新型高活性MnO2的研制

通过对目前MnO_2性能、制法及存在问题的分析,研制出新的高活性MnO_2(改性λ-MnO_2)及其新制作方法。     

熔盐法合成MnO2粉体及其超级电容性能

采用熔盐法在不同温度下制备了MnO2粉体.X射线衍射仪分析表明:粉体样品为α-MnO2和γ-MnO2晶混合物,反应温度越高样品的结晶程度越好.将MnO2粉体与石墨、乙炔黑、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素按质量比为75:10:10:2:3进行混合,在10 MPa压力下压制成电极.在2 mol/L (NH4)2SO4溶液中,用三电极体系对MnO2电极样品进行电化学性能测试.结果表明:制备粉体的反应温度是影响MnO2粉体制备的电极的电化学性能的重要因素,反应温度为450 ℃的粉体制备的电极样品电容性能最好.循环伏安测试表明该样品在0～1.0 V电位窗口范围内具有较好的矩形特征;交流阻抗测试结果显示样品具有典型的电容阻抗特性,其等效串联电阻和电极反应电阻分别为0.064 Ω和2.825 Ω.在电流密度为2 mA/cm2,恒流充放电时测得其放电比容量可达246.46 F/g.     

细乳液法制备MnO2/PPy复合材料及其电化学性能

以吡咯(Py)、高锰酸钾(KMnO₄)等为原料，撞击流-旋转填料床(IS-RPB)为乳化设备，通过细乳液法(W/O)制备了类球形花状结构的MnO₂/PPy复合材料。研究了对甲苯磺酸浓度、高锰酸钾浓度和反应时间对MnO₂/PPy复合材料比容量的影响，并对其电化学性能进行了考察。研究结果表明，细乳液法制备MnO₂/PPy复合材料适宜条件为对甲苯磺酸浓度0.84mol/L、高锰酸钾浓度0.094mol/L及反应时间3.5h。该条件下制备的MnO₂/PPy复合材料比表面积为177.1m²/g，比容量在0.5A/g时达到231.9F/g。同时，也表明MnO₂与PPy的协同作用有效提高了MnO₂/PPy的比容量和循环稳定性。     

不对称卟啉及其钴配合物的合成及光谱和电化学性质研究

合成了两个新型的含有一个硝基或胺基的不对称无金属卟啉以及一个含有金属钴离子的硝基卟啉。利用紫外-可见、红外以及核磁共振和质谱对它们进行了表征,同时研究了它们在非水溶剂中的电化学性质。结果表明,硝基和胺基对卟啉的氧化还原电位具有较大的影响。     

a-V_2O_5/BC复合正极材料的制备及其性能研究

以天然毛竹为原料,采用固相反应法在惰性气体气氛下合成了竹炭(BC)和无定型五氧化二钒(a-V2O5/BC)复合正极材料。采用XRD,SEM和电化学测试等手段表征样品结构、形貌以及电化学性能。结果表明,所制备的BC样品为多孔无定型结构,粒径在0.2~90μm。掺杂BC在很大程度上可以改善a-V2O5的电化学性能,尤其是大电流放电性能。当a-V2O5与BC的质量比为1∶4时,a-V2O5/BC的电性能最佳,10 mA/g充放电的首次放电比容量为116.4 mA.h/g,200 mA/g放电的比容量为54.3 mA.h/g,为首次放电比容量的46.6%,而纯a-V2O5电极的比容量仅为其首次放电比容量时的0.7%。     

非晶态氢氧化镍复合碳纳米管电极材料的电化学性能

采用快速冷冻化学共沉淀法制备非晶态Ni(OH)2粉体,将其作为电化学活性物质复合碳纳米管合成镍电极材料,研究了其电化学性能. 结果表明,加入碳纳米管有效减少了镍电极的电荷转移电阻,增大了电极反应过程的质子扩散系数. 复合0.5%(w)碳纳米管合成的非晶态氢氧化镍电极材料在1 C充放电制度下,放电终止电压为1.0 V时,其放电比容量高达336.5 mA×h/g,放电中值电压为1.251 V,充放电循环30次,放电比容量保持率为96.74%,表现出较好的高倍率充放电性能.     

二氧化锰的机械化学法制备及其性能

采用机械化学法制备了高比容量MnO2电容材料,考察了高锰酸钾与乙酸锰配比对产物结构及电化学性能的影响。用XRD对材料的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法分别研究了MnO2电极和超级电容器在6mol/LKOH水系电解液中的电化学性能。结果表明,当原料摩尔配比为1:1时,所得产物为无定型MnO2,其电极最大放电容量达到了536F/g。     

氧化锰纳米颗粒的低温水热合成及其电化学性能

基于高锰酸钾和葡萄糖之间的氧化还原反应,采用低温水热法合成了氧化锰纳米颗粒材料.应用X-射线衍射、扫描电镜和氮气吸脱附技术对所得材料的结构、形貌和表面性质进行表征.结果表明,所得材料为低结晶性Birnessite型层状氧化锰,比表面积为129 m2/g.电化学测试结果显示,氧化锰纳米颗粒负极材料具有较高的比容量、较好的循环性能和倍率性能.在100 mA/g的电流密度下,首次放电比容量为635 mAh/g.恒流充放电130次后,容量保持率为65.4％.     

Transmission Line Modeling of the Manganese Dioxide Electrode in Concentrated KOH Electrolytes

A transmission line model describing the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) behavior of the EMD electrode in concentrated KOH electrolytes has been developed. The model takes into consideration the various charge transport paths through the electrode. In general, it consists of parameters describing the electrical, electrochemical and geometric properties of the electrode. Arbitrary values were selected for these parameters and used to calculate the electrode impedance as a function of frequency. The trends in the calculated data were consistent with our physical picture of the electrode. Experimental EIS data from a previous study was modeled using the transmission line. The comparison between experimental and predicted data was excellent (<3% deviation).     

正极材料LiMnPO4/C的离子热法制备及电化学性能

采用以离子液体乙醇胺乳酸盐为反应介质的离子热法在常压低温下成功制备出LiMnPO4,经添加蔗糖后在不同温度下高温处理获得了LiMnPO4/C正极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了材料的相态和形貌,采用充放电法研究了材料的电化学性能。结果表明：磷酸锰锂的晶相为橄榄石型;材料颗粒的尺寸主要分布在150～300 nm;较高温度下获得的LiMnPO4/C材料表现出较好的电化学性能,在0.05 C下放电容量达114.0 mA h/g,10次循环后比容量仍保持在102.3 mA h/g。这种以乙醇胺乳酸盐为反应介质的离子热法为锂离子电池正极材料LiMnPO4的制备提供了新的途径。     

微粒电解二氧化锰的研制

介绍了电解法制备微粒二氧化锰，对微粒二氧化锰生成的反应机理、最佳工艺条件和影响因素进行了研究。     

Application of Combinatorial Methodologies to the Synthesis and Characterization of Electrolytic Manganese Dioxide

A combinatorial method has been used to investigate the effects of anodic current density, and Mn(II) and H₂SO₄ concentrations on the electrochemical synthesis and characterization of electrolytic manganese dioxide (EMD). The combinatorial method involved rapid parallel and series electrochemical deposition of EMD from electrolytes with various Mn(II)(0.15–1.82 M) and H₂SO₄(0.05–0.51 M) concentrations, at various anodic current densities (25–100 A m^–2), onto individual 1 mm² titanium electrodes, in an overall array consisting of 64 electrodes. Electrode characterization was then by average plating voltage (recorded during deposition), and open circuit voltage and chronoamperometric discharge in 9 M KOH. The applicability and benefit of the method was demonstrated by identifying the conditions of 0.59 M Mn(II), 0.17 M H₂SO₄ and 62.5 A m^–2 anodic current density as leading to the best performing EMD. These are comparable with existing knowledge regarding the synthesis and electrochemical performance of EMD, demonstrating clearly the capabilities of the combinatorial method, and providing a starting point for future experimentation. An added benefit of the method in this work was the considerable time saved during experimentation.     

熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

锰酸锂合成方法，的研究进展

尖晶石型锰酸锂是当前锂离子正极材料的研究热点。结合笔者的研究工作,详细阐述了传统工业制法以及软化学方法的制备方法、优缺点及合成材料的电化学性能。重点综述了近几年来合成锰酸锂新的合成方法及其优势,介绍了改善锰酸锂材料循环性能煦多种方法,充分说明了锰酸锂被将广泛地用作锂离子电池正极材料巨大的应用前景。     

新生态MnO2的制备及其对2,4-二硝基苯酚吸附性能的影响

以KMnO₄和MnSO₄·H₂O为原料,在常温常压和水热条件下制备新生态MnO₂,借助XRD、TEM、低温N₂吸附-脱附等手段对材料进行表征,比较不同制备方法对产物结构和吸附性能的影响。结果表明,反应温度和压力对新生态MnO₂的形貌和吸附性能有较大影响,常温常压下合成产物均为短棒状,水热合成产物为介孔纤维,对2,4-二硝基苯酚的吸附效果优于常温常压合成产物。新生态MnO₂对2,4-二硝基苯酚的等温吸附和吸附动力学分别符合Langmuir等温式(R²>0.99)和准二级吸附动力学方程(R²>0.99),说明2,4-二硝基苯酚在新生态MnO₂上为单分子层吸附和化学吸附。溶液pH值能显著影响2,4-二硝基苯酚在新生态MnO₂上的吸附,在pH=7时最大吸附量为2.539 mg/g。