铁掺杂TiO2纳米管阵列的制备及其电化学性能

在钛基体上,通过二次阳极氧化法和化学方法制备了不同Fe掺杂浓度的TiO2纳米管阵列,分析了所制备掺杂纳米管阵列的表面形貌、结构及化学组成,研究了其耐腐蚀性能。结果表明,0.05mol/L的Fe(NO3)3溶液浸泡可以不破坏纳米管阵列实现Fe离子高浓度掺杂。过高铁离子浓度溶液掺杂会损坏纳米管表面形貌,且实际Fe离子掺杂浓度低。经过低铁离子浓度溶液浸泡后,纳米管阵列表现出最好的耐腐蚀性。     

锂离子正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2结构及性能研究

为进一步明确提高锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2电化学性能的途径和方法,从Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的形貌结构化改性进行研究,综述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2的原始形貌及改性后得到的纳米纤维、纳米管、石墨烯包裹、空心球结构、空心纳米球、珊瑚状等相关形貌和结构,并讨论了其相应的电化学性能,分析了锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2形貌结构对其电化学性能的影响,并对其发展趋势进行了展望。     

锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2结构及性能

为进一步明确提高锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2电化学性能的途径和方法,从Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2材料的形貌结构化改性进行研究,综述了Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2的原始形貌及改性后得到的纳米纤维、纳米管、石墨烯包裹、空心球结构、空心纳米球、珊瑚状等相关形貌和结构,并讨论了其相应的电化学性能,分析了锂离子正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2形貌结构对其电化学性能的影响,并对其发展趋势进行了展望。     

硝酸铜改性超级电容器用煤基活性炭电极材料的电化学性能

以印尼褐煤为原料、KOH活化法制备的煤基活性炭,采用硝酸铜溶液浸渍-高温热解法对其进行改性处理,低温N 2 吸附法对改性前后活性炭的孔结构进行表征,SEM和XRD对改性前后活性炭的表面形态和微晶结构进行表征,并测定KOH对活性炭的润湿性及活性炭电极的恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学性能。结果表明：硝酸铜改性可能使部分孔隙（尤其是微孔堵塞）的比表面积和孔容积降低,但中孔率有所提高;硝酸铜改性可以提高KOH溶液对活性炭的润湿性,在活性炭表面负载氧化铜,提高活性炭对电解液的吸附能力,并产生赝电容效应,提高活性炭的电化学性能。在试验条件下改性硝酸铜溶液的最佳浓度为2%,其电容器的质量比电容可达322 F/g,并使交流阻抗等电化学性能得到改善。     

掺硼浓度对金刚石薄膜微电极电化学氢化的影响

硼掺杂金刚石（BDD）具有高的析氧电位、低的背景电流等优异的电化学性能,但其电化学传感特性易受掺硼浓度影响。采用热丝化学气相沉积法在微细钨丝上沉积BDD薄膜,在不同沉积温度（700和800 ℃）下改变掺硼浓度而制备了系列BDD微电极,研究了掺硼浓度对BDD微电极表面电化学氢化的影响。同时,采用扫描电子显微镜、Raman光谱分析薄膜形貌和成分,采用循环伏安法在铁氰化钾溶液中检测薄膜的表面状态和电化学性能。结果表明：高温会促进薄膜中硼的掺入,降低了薄膜质量;随着薄膜中硼浓度的增加,原生BDD电极的表面状态和电化学性能改变不大,但是会降低BDD微电极从氧端基恢复到氢端基的难度。     

硅藻土改性及其在硫酸锌溶液中脱氟性能

采用浸泡—焙烧负载元素铝的方法对硅藻土进行改性,研究改性硅藻土对硫酸锌溶液中氟的吸附性能,并利用EDX能谱分析、扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对硅藻土和改性硅藻土的成分、形貌及微观结构等进行表征。结果表明,硅藻土改性对于提高其在硫酸锌溶液中的脱氟性能效果明显,在改性硅藻土投加量15g/L、吸附时间30min、pH=4、温度45℃的条件下,其吸附效果最佳,溶液中的氟离子浓度由180mg/L降低到78.56mg/L,脱氟率达到了56.36%;EDX、SEM及XRD分析结果表明,改性硅藻土表面有效负载了铝元素且其杂质元素含量明显减少,孔径明显增大,这对于硅藻土脱氟性能的提高十分有利。     

硅藻土改性及其在硫酸锌溶液中脱氟性能实验

采用浸泡-焙烧负载元素铝的方法对硅藻土进行改性,研究改性硅藻土对硫酸锌溶液中氟的吸附性能,并利用EDX能谱分析、扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对硅藻土和改性硅藻土的成分、形貌及微观结构等进行表征。结果表明,硅藻土改性对于提高其在硫酸锌溶液中的脱氟性能效果明显,在改性硅藻土投加量15g/L,吸附时间30min,pH=4,温度45℃的条件下,其吸附效果最佳,溶液中的氟离子浓度由180mg/L降低到78.56mg/L,脱氟率达到了56.36%;EDX、SEM及XRD分析结果表明,改性硅藻土表面有效负载了Al元素且其杂质元素含量明显减少,孔径明显增大,这对于硅藻土脱氟性能的提高十分有利。     

电流密度对液压立柱表面Fe-Ni-Cr镀层性能的影响

为了提高煤矿液压立柱表面的耐磨、耐蚀性能,采用脉冲电镀方法在其表面制备了Fe-Ni-Cr镀层,并研究了电流密度对镀层微观形貌、显微硬度、耐磨性能及耐蚀性能的影响。随着电镀电流密度的增加,Fe-Ni-Cr镀层的硬度和耐磨、耐蚀性能呈现先上升后下降的趋势,当电流密度为14A/dm2时,镀层的各项性能达到最佳值。研究结果表明,Fe-Ni-Cr镀层可以较好地提高液压立柱的耐磨、耐蚀性能。     

超高速激光熔覆技术绿色制造耐蚀抗磨涂层

针对高端制造行业对绿色制造耐磨抗蚀涂层的高需求,对比分析了国内外超高速激光熔覆装备发展情况,着重介绍了自主研发的超高速激光熔覆设备.采用自主研发的超高速激光熔覆装备,分别进行了单道和多道熔覆的涂层试验,利用扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计和电化学工作站对涂层的界面质量、微观形貌和组织、力学性能以及耐蚀性能进行了系统的研究,同时与其他类型涂层做了横向对比分析.研究结果表明:超高速激光熔覆技术的加工效率高,可制备涂层种类多,适合工程化推广应用;制备的涂层表面成形好,内部组织结构致密无缺陷,与基体结合强度高,力学性能和耐蚀性能优异,能够满足高端装备关重件表面强化和功能化等众多需求.     

改性夏威夷壳炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

利用夏威夷壳和草酸钾制备改性夏威夷壳炭,采用SEM分析、SAP测定、FTIR及Raman光谱分析表征产物微观结构、孔结构、官能团及石墨化程度,通过吸附试验、动力学模拟及吸附等温线拟合,探究改性前后夏威夷壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附规律。结果表明:(1)改性前夏威夷壳炭的表面孔隙结构相对较少、整体光滑;改性后夏威夷壳炭表面明显崎岖不平,粗糙度、孔隙增加。改性大幅提高了夏威夷壳炭的比表面积和孔容,降低了孔径,有利于提高夏威夷壳炭吸附性能。(2)改性前后夏威夷壳炭的结构仍保持相对完整,改性后夏威夷壳炭的峰强度比I_D/I_G增大,石墨化程度降低。(3)改性夏威夷壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附率始终高于未改性夏威夷炭的;酸性条件有利于Cr(Ⅵ)的去除;Cr(Ⅵ)的吸附率随吸附剂用量和吸附时间的增加而升高,之后达到饱和;Cr(Ⅵ)的吸附率随溶液初始Cr(Ⅵ)浓度的增加而逐渐降低。(4)吸附动力学用准二级动力学模型描述和预测,夏威夷炭对Cr(Ⅵ)的等温吸附过程符合Langmuir方程,静电吸引和Cr(Ⅵ)的还原络合为主要吸附机制。     

改性煤基活性炭表面形貌及孔隙结构特性

采用盐酸(HCl)和氢氧化钾(KOH)溶液对煤基活性炭进行了改性处理,通过电镜扫描(SEM)及液氮吸附实验分析了活性炭表面形貌及孔隙结构变化特征。研究结果为活性炭的改性及低浓度瓦斯提纯利用提供理论上的支撑。     

掺杂Al和Zr对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶体结构和电化学性能的影响

采用高温固相法掺入Al和Zr元素合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,运用X射线衍射仪和扫描电镜对掺杂改性后的正极材料晶体结构和微观形貌进行表征,对电性能进行评估,探讨离子掺杂对材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:2种元素均能很好地融入到晶格中,呈现出良好的六方晶系层状结构;在对容量影响不大的情况下,通过掺杂有效提升了材料的可逆容量,晶体稳定性得到加强,材料循环性能得以改善。在对应烧结成品中Zr占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.7 mAh/g,首次充放电效率为90.3%,1C循环50周后容量保持率为91.42%;而对应烧结成品中Al占过渡金属的摩尔比为2%时,首次放电比容量为202.2 mAh/g,首次充放电效率为90.2%,1C循环50周后容量保持率为89.78%。相比之下,掺杂Zr元素比掺杂Al元素更有优势,表现出良好的电化学性能。     

硼掺杂对LiNi0.825Co0.115Mn0.06O2高镍正极材料微观形貌及电化学性能的影响

采用高温固相法合成了硼掺杂LiNi_0.825Co_0.115Mn_0.06O₂高镍正极材料,并研究了硼掺杂量对LiNi_0.825Co_0.115Mn_0.06O₂正极材料微观形貌结构、电化学性能的影响。结果表明,经过硼掺杂后,材料的一次颗粒形貌由原来的类椭球状变为成径向排列的放射状,并且随硼掺杂量增加改变更加明显; 电化学性能测试发现,适量硼掺杂能够有效提高材料的循环性能; 1%硼掺杂的材料在2.7~4.3 V电压区间、2C倍率下充放电循环300圈后,容量保持率仍有91.46%,比未掺杂样品的容量保持率高5个百分点。     

FeCl3改性活性炭脱硫性能研究

这是一篇环境工程领域的论文。实验采用浸渍法,以FeCl₃作为改性剂对活性炭进行改性,研究其脱硫能力。实验研究了改性剂浓度、焙烧温度、反应温度对改性活性炭脱硫性能的影响。研究表明,随着改性溶液浓度的增加,活性炭表面附着的Fe₂O₃随之增加,改性活性炭的比表面积和总孔容均降低,平均孔径增加;随着焙烧温度升高,活性炭表面附着的Fe₂O₃数量持续增加,焙烧温度超过300℃时,活性炭表面的孔隙结构出现烧结现象,降低改性活性炭的脱硫性能;随着反应温度升高,FeCl₃/AC-0.15的吸附性能先升高再降低。当FeCl₃改性溶液浓度为0.15 mol/L,焙烧温度300℃,反应温度为60℃时,改性活性炭的脱硫效率最高。     

改性夏威夷壳炭对废水中Cr(VI)的吸附行为研究

利用夏威夷壳和草酸钾制备改性夏威夷壳炭,采用SEM分析、SAP测定、FTIR及Raman光谱分析表征产物微观结构、孔结构、官能团及石墨化程度,通过吸附试验、动力学模拟及吸附等温线拟合,探究改性前后夏威夷壳炭对Cr(VI)的吸附规律。结果表明：①改性前夏威夷壳炭的表面孔隙结构相对较少、整体光滑;改性后夏威夷壳炭表面明显崎岖不平,粗糙度、孔隙增加。改性大幅提高了夏威夷壳炭的比表面积和孔容,降低了孔径,有利于提高夏威夷壳炭吸附性能。②改性前后夏威夷壳炭的结构仍保持相对完整,改性后夏威夷壳炭的峰强度比ID/IG增大,石墨化程度降低。③改性夏威夷壳炭对Cr(VI)的吸附率始终高于未改性夏威夷炭的;酸性条件有利于Cr(VI)的去除;Cr(VI)的吸附率随吸附剂用量和吸附时间的增加而升高,之后达到饱和;Cr(VI)的吸附率随溶液初始Cr(VI)浓度的增加而逐渐降低。④吸附动力学用准二级动力学模型描述和预测,夏威夷炭对Cr(VI)的等温吸附过程符合Langmuir方程,静电吸引和Cr(VI)的还原络合为主要吸附机制。     

中频脉冲磁控溅射沉积氮化铝薄膜及性能研究

氮化铝薄膜在力学、光学、声学等领域有着广泛的应用前景.研究沉积条件对氮化铝薄膜的结构、性能的影响具有重要意义. 采用纯铝溅射靶、在不同的N2流量比率条件下,采用中频脉冲磁控溅射在Si(001)衬底上制备出氮化铝薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪研究了N2流量比率对氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率的影响.研究结果表明,氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率与N2流量比率有明显的关系,当固定其它沉积条件时,改变N2流量比率会改变薄膜的沉积速率,当沉积速率发生突变时,薄膜的折射率、微观结构、表面形貌也发生相应的变化. 在实验结果的基础上结合反应沉积的表面动力学因素分析了反应气体中N2流量比率对氮化铝薄膜的表面形貌、微观结构、厚度和折射率的影响原因.     

中频脉冲磁控溅射沉积氮化铝薄膜及性能研究

氮化铝薄膜在力学、光学、声学等领域有着广泛的应用前景.研究沉积条件对氮化铝薄膜的结构、性能的影响具有重要意义.采用纯铝溅射靶、在不同的N2流量比率条件下,采用中频脉冲磁控溅射在Si(001)衬底上制备出氮化铝薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、椭偏仪研究了N2流量比率对氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率的影响.研究结果表明,氮化铝薄膜的微观结构、表面形貌、厚度和折射率与N2流量比率有明显的关系,当固定其它沉积条件时,改变N2流量比率会改变薄膜的沉积速率,当沉积速率发生突变时,薄膜的折射率、微观结构、表面形貌也发生相应的变化.在实验结果的基础上结合反应沉积的表面动力学因素分析了反应气体中N2流量比率对氮化铝薄膜的表面形貌、微观结构、厚度和折射率的影响原因.     

巯基功能化埃洛石纳米管对Au(S2O3)23-的吸附性能

本论文研究了巯基功能化埃洛石纳米管（SH-HNTs）对硫代硫酸盐溶液中Au(I)的吸附性能。考察了溶液pH值、温度、硫代硫酸盐浓度和初始金浓度对SH-HNTs吸附Au(I)的影响。通过N2吸附-解吸仪、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等手段对SH-HNTs吸附前后的结构和表面性质进行了表征分析。同时也分析了SH-HNTs对溶液中Au(I)的吸附动力学模型。结果表明,当SH-HNTs的用量为20 mg,溶液pH为10,温度为25℃,硫代硫酸盐浓度为0.1 mol/L和初始金浓度为10 mg/L条件下,吸附12 h达到平衡,SH-HNTs的负载量为33.26 kg/t。吸附动力学模型可用准二级动力学方程描述。2%硫脲-2 mol/L盐酸的混合液可以洗脱载金SH-HNTs。溶液中的Au(I)与SH-HNTs表面的-SH发生离子交换,形成Au(I)络合物以达到吸附Au(I)的目的。     

白钨矿的合成、表面溶解及对药剂吸附性能研究

采用化学共沉淀法,通过调节反应物浓度和反应温度合成了具有不同结构和微观形貌的白钨矿。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对白钨矿进行了结构和微观形貌表征。对不同形貌和结构的白钨矿进行了溶解试验和表面电位测试,考察了反应物浓度和反应温度对油酸钠和十二胺在白钨矿表面吸附的影响。结果表明,随着反应物浓度的增加,白钨矿颗粒尺寸减小;反应温度升高,白钨矿的结晶度增大,溶解性降低,其形貌也发生相应变化;白钨矿在水溶液中Ca~(2+)和WO_4~(2-)离子呈现出不一致的溶解行为,是由于白钨矿与水溶液中的阴离子发生了离子交换所致。此外,油酸钠和十二胺在白钨矿表面的吸附特性分别符合Langmuir和Freundlich吸附模型。     

低温等离子体涂覆改性PVDF磺酸膜

为提高离子交换膜的选择透过性,使得工业生产更绿色环保高效,采用低温等离子体涂覆改性的方法,将单体磺酸甜菜碱(SBMA)接枝聚合到聚偏氟乙烯接枝苯乙烯型磺酸膜(PVDF-g-PSSA)表面,探究了等离子体处理时间、接枝单体浓度、辉光放电功率对改性效果的影响,对比了改性前后膜的机械性能、抗氧化性、选择透过性、离子交换容量等性能的变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对改性前后的膜进行表征分析。结果表明,单体磺酸甜菜碱(SBMA)成功接枝聚合到了聚偏氟乙烯磺酸膜表面,且经低温等离子体涂覆改性后,膜表面更致密平整,有效提高了膜的选择透过性;在接枝单体浓度为70g/L、放电功率70W、处理时间3min时,改性效果最好,氯离子泄露率由未改性前的13%降低至3%。