全沉积型铅酸液流电池石墨毡正极的性能

以石墨毡为电极材料,以甲基磺酸和甲基磺酸铅溶液为电解液组成全沉积型铅酸液流电池体系,研究了PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的电化学反应动力学特征和电极表面改性处理对PbO₂/Pb（Ⅱ）电对反应动力学行为的影响。结果表明:实验测得的PbO₂/Pb（Ⅱ）电对在石墨毡电极上的平衡电极电位值为1.25 V,与理论值接近,且电极反应在平衡状态下的动力学特性较好;循环伏安曲线的氧化峰与还原峰电位分别为1.54 V和1.238 V,表明石墨毡电极Pb（Ⅱ）与PbO₂之间的还原反应比氧化反应更容易;在浓酸、热、热与酸结合三种表面改性方法中,以浓甲基磺酸处理的石墨毡表面电化学活性最好。     

稀土铒改性钛基PbO2电极的制备和性能

采用电沉积法制备了稀土铒改性钛基PbO₂电极,用SEM、EDS和XRD技术分析了表面物相和结构,用EIS、线性极化扫描、荧光光谱分析和苯酚降解实验对其性能进行了表征。结果表明,稀土铒改性钛基PbO₂电极镀层的结构主要为β-PbO₂晶型,其晶粒明显细化,比表面积增大;电致生成羟基自由基的能力是未改性电极的2.3倍;改性电极具有更小的电化学反应电阻和更高的阳极析氧过电位。苯酚降解实验表明,稀土铒掺杂改性明显提高了钛基PbO₂电极的电催化性能,2h降解率达91.8%。     

引入电弧喷涂氮化锆中间层的钛基PbO2的电催化阳极性能

在钛基体电弧喷涂氮化锆中间层,然后在其上阳极电沉积涂覆β-PbO₂催化表层,制备出Ti/ZrN/PbO₂阳极。对其进行微观结构分析和表面粗糙度测试、中间层附着力评价、电极加速寿命和电化学性能测试以及电氧化苯酚模拟废水实验,并与无中间层的Ti/PbO₂电极对比,研究了有中间层的钛基PbO₂涂层的阳极性能。结果表明,氮化锆中间层使阳极材料的导电性提高,中间层的粗糙表面使PbO₂电沉积层明显细化,表面整平性凸显,涂层与基体结合牢固,PbO₂沉积厚度增加,活性位点的数量增多。有氮化锆中间层的阳极加速寿命显著延长,比Ti/PbO₂电极延长了7倍,对有机污染物的电催化降解活性也有提高。     

聚乙二醇改性钛基PbO_2电极的制备及性质研究

采用电沉积法制备不同浓度聚乙二醇(PEG)改性PbO2电极,通过SEM、XRD等对电极表面形貌和晶相结构进行表征,利用苯酚降解实验考察电极的电催化氧化特性,并进一步通过电化学阻抗谱(EIS)和线性极化扫描(VA)实验考察其电化学性质.SEM和XRD结果表明,PEG可以使电极表面颗粒明显趋于细化,提高β-PbO2的结晶纯度.电化学实验表明改性电极具有更好的电催化活性,更低的界面转移电阻和更高的析氧电位,PEG最佳掺杂浓度为6g/L.苯酚五次连续降解和加速寿命测试实验表明,优化电极具有良好的电催化稳定性,更长的使用寿命和更好的耐腐蚀性.     

Ni (OH)2-碳纳米管-还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能

利用简单易行的一步水热法制备了Ni（OH）₂-碳纳米管-还原氧化石墨烯（Ni（OH）₂-CNTs-RGO）三元复合材料,研究了不同水热反应温度对三元复合材料性能的影响。采用XRD、FTIR、Raman、X射线光电子能谱（XPS）、SEM及TEM对Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料的结构和表面微观形貌进行表征。利用循环伏安（CV）、电化学交流阻抗（EIS）和恒电流充放电测试了复合电极材料的电化学性能。研究结果表明,当反应温度为120℃时,所制备的Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料具有大的比表面积和三维网状结构,复合材料中六角形的β-Ni（OH）₂纳米片和CNTs均匀分散在RGO片层表面,有效阻止了RGO的团聚。Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合电极材料在充电倍率为0.2 C时,放电比容量达到362.8 mAh/g,5 C时放电比容量为286.2 mAh/g,仍大于Ni（OH）₂在0.2 C时的放电比容量,表明CNTs与RGO的协同作用有效提高了电极材料的导电性和活性物质的利用率,最终提升了Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料的倍率性能。     

SnO2修饰石墨毡电极的制备及其性能表征

采用H₂O₂对石墨毡（GF）进行预处理,然后在其表面电沉积Sn,最后在120℃烘箱氧化24 h制备出SnO₂修饰的石墨毡电极。通过扫描电镜（SEM）对SnO₂修饰前后的石墨毡表面形貌进行表征,采用循环伏安法研究了SnO₂修饰后石墨毡电极的电化学性能。结果表明：SnO₂能够均匀地包覆在石墨毡表面;SnO₂修饰石墨毡后V⁴⁺/V⁵⁺电对的氧化峰的峰电流由0.0538 A增加到0.0708 A,与未处理石墨毡相比增加了31.5%,反应峰出峰持续时间提高,说明SnO₂对V⁴⁺/V⁵⁺电对电极过程具有一定的催化作用。析氧电位由1.382 V增加到了1.517 V,使电极在VOSO₄溶液中的电化学窗口变宽。     

基于碳纤维的新型自支撑电极制备方法

借鉴自支撑电极的制备原理,利用电化学沉积结合(NH₄)₂S₂O₈和NaOH沉积液进行表面处理等手段制备了基于碳纤维表面Cu(OH)₂纳米结构的自支撑电极,分析测试了碳纤维表面的微观形貌、表面元素组成及其分布和表面物质的晶型以及利用水热反应在其表面附着电化学物质MnO₂后的电化学性能。结果发现,当(NH₄)₂S₂O₈的浓度为0.43 g/L、NaOH浓度为30.48 g/L、处理时间为12 min时,由SEM观察发现碳纤维表面的Cu(OH)₂纳米纤维的直径、长度、数量都较适宜;XPS、XRD和EDS的测试结果,沉积液处理后碳纤维表面部分单质铜转化为Cu(OH)₂,此结构非常有利于电化学物质的负载而由此构成开放、具有核壳结构的高性能电极材料;恒电流充放电(GCD)测试结果表明此电极材料具有极快的充放电速度。因此本文首次成功地在碳纤维表面的铜层表面原位生长出Cu(OH)₂纳米纤维,为未来以超级电容器为代表的能源设备的性能提升和商业化应用开拓了一种新的电极制备方法。      

二组元（RuO2-TiO2）及三组元（RuO2-SnO2-TiO2）Ti阳极涂层的微观组织对其电化学性能的影响

通过热分解法制备了二组元（RuO₂-TiO₂）和三组元（RuO₂-SnO₂-TiO₂）Ti阳极涂层,并通过SEM、XRD以及电化学工作站对其结构及性能进行测试。结果表明：在烘干温度130 ℃,热氧化温度500 ℃,烧结时间15 min,退火时间1 h的条件下,所制备的三组元（RuO₂-SnO₂-TiO₂）Ti阳极涂层性能较为优异,析氯电位为1.128 V,析氧电位为1.674 V。在二组元（RuO₂-TiO₂）涂层中加入Sn组元,可以减少贵金属Ru的使用量,降低钛阳极涂层的成本;而且所形成的SnO₂可提高涂层表面的电催化活性,降低电极的析氯电位、析氧电位,延长电极的工作寿命。     

“三明治”双极膜的制备及其在降解含酚废水中的应用

纳米TiO₂上负载纳米Pt以制备纳米Pt/TiO₂半导体光催化剂, 壳聚糖(CS)经纳米Pt/TiO₂改性后作为阴膜层材料, 以羧甲基纤维素(CMC)作为阳膜层材料, 分别用戊二醛与FeCl₃对阴、阳膜层进行交联改性, 制备了CMC-Pt/TiO₂-CS双极膜, 并将该复合膜作为降解高浓度含酚废水电解槽的隔膜。结果表明: Pt/TiO₂光催化剂可促进双极膜中间层水的解离, 大大降低双极膜的膜阻抗和电阻电压降(IR降); 同时, Pt/TiO₂光催化剂表面生成的羟基自由基(·OH)可直接作用于苯酚, 使其彻底降解成无机小分子; 紫外光照下在16.7 mA·cm^-2的电流密度下电解高浓度含酚废水80 min后, CMC-Pt/TiO₂-CS 双极膜的苯酚降解率比CMC-TiO₂-CS 双极膜的苯酚降解率高12.7%; 整个电解过程CMC-Pt/TiO₂-CS 双极膜的膜电阻电压降保持在0.9 V。     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

具有固-液转变的磁性Fe3O4纳米流体的制备、结构及性能

Fe3O4纳米粒子与离子型改性剂N,N-二癸基-N-甲基-N-三甲氧基硅正丙基氯化铵进行接枝反应,再采用反离子脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的长链阴离子交换Cl-,在Fe3O4纳米粒子表面得到具有阴、阳离子双电层结构的表面处理层,制备出了无溶剂Fe3O4纳米流体。分析结果表明,表面处理鏖已成功地接枝在Fe3O4纳米粒子表面,改...     

Sb掺杂钛基SnO2电极的制备、表征及其电催化性能研究

采用电沉积 热氧化法制备了含有中间层的Sb掺杂钛基SnO2 电催化电极(Ti/SnO2),采用SEM、EDX以及 XRD 等检测方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行分析,并以苯酚为目标有机物,研究所制备电极对有机污染物的电催化降解能力。研究结果表明所制备 Ti/SnO2 电极可在较短时间内将苯酚彻底降解,其较大的真实表面积以及电极中间层的存在是所制备电极性能提高的重要原因。阳极极化曲线扫描(LSV)的分析结果表明所制备的 Ti/SnO2电极具有较高的阳极析氧电位,有利于有机物的阳极氧化降解。     

纳米铝粒子电极的脱/嵌锂离子特性

带直流电弧等离子体气相蒸发法制备球状Al纳米粒子,并对其进行了XRD、TEM以及电极的脱/嵌锂离子循环性能表征。结果表明,制备出的Al粒子大小约为100 nm,表面包覆一层厚度不到1nm的非晶氧化物。使用Al纳米粒子制做的负极极片组装电池,研究了电流密度对其电化学特性的影响。结果表明,电池的首次充放电曲线和前10次循环性能曲线表明,电流密度最小的Al电极首次放电容量最大,为951.9 mAh/g.首次容量损失也最大,其循环稳定性能也相应变差:而电流密度最大的Al电极首次放电容量为879.7mAh/g,其循环稳定性能最佳。首次放电结束后,在电极材料中出现了两种化合物AlLi和Al₂Li₃,与测试出的放电容量相符。     

钛基Co中间层SnO2电催化电极的制备及性能研究

为提高钛基二氧化锡电极的稳定性,设计并制备了含Co中间层的钛基二氧化锡电催化电极Ti/Co/SnO2,以苯酚为目标有机物,考察了所制备Ti/Co/SnO2电极电催化氧化降解苯酚的性能,并采用SEM、EDX以及XPS等检测方法分析了Ti/Co/SnO2电极表面的形貌、元素组成及元素化学态.研究结果表明,含有中间层的Ti/Co/SnO2电极其使用寿命较不含中间层的钛基二氧化锡电极Ti/SnO2大幅度提高,但其对苯酚的电催化降解活性有所下降,氧化还原电对Co2 /Co3 的存在是所制备Ti/Co/SnO2电极稳定性及电催化活性改变的主要原因.     

MnO2纳米棒-还原石墨烯复合修饰玻碳电极用于苋菜红的检测

利用电化学还原法制备MnO₂纳米棒-还原石墨烯复合修饰电极（MnO₂ NRs-ErGO/GCE）用于苋菜红的检测。采用SEM和XRD分别对修饰电极材料进行微观形貌和成分结构表征。通过循环伏安法考察了苋菜红在裸电极、ErGO/GCE和MnO₂ NRs-ErGO/GCE上的电化学行为,并对测定条件如pH值、富集电位、富集时间进行了优化。结果表明,MnO₂ NRs-ErGO增大了GCE电化学活性面积,提高了苋菜红的电化学氧化响应。在最优的检测条件下,MnO₂ NRs-ErGO/GCE线性扫描伏安法检测苋菜红线性范围为2.0×10^-8~1.0×10^-5 mol/L和1.0×10^-5~4.0×10^-4 mol/L,检测限为1.0×10^-8 mol/L。MnO₂ NRs-ErGO/GCE用于真实饮料样品检测,获得满意结果。     

锌电沉积阳极的研究进展

锌电沉积生产中,传统铅阳极因成本低、导电性好、易加工等优点而被广泛应用,但铅阳极在电解过程中的腐蚀也导致锌产物污染、电解液污染及阳极损耗等问题.提高阳极的电化学活性及耐蚀稳定性成为锌电沉积工艺的重要研究方向之一.近年来,学者们基于铅阳极的耐腐蚀机制,研发了多种电化学性能优异的耐腐蚀阳极,包括铅合金阳极、复合PbO2阳极...     

Fe2O3/Bi2WO6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi₂WO₆催化剂,并以Fe₂O₃对Bi₂WO₆进行改性,合成了新型复合光催化剂Fe₂O₃/Bi₂WO₆。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源（λ>420m）,以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi₂WO₆相比,Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能有所提高,其中,Fe₂O₃含量为0.5%的Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能最好。     

纳米SiO2接枝聚合改性及在EVOH中的应用

以硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米二氧化硅(SiO2)进行表面处理,通过分散聚合工艺分别制得SiO2-g-KH570-g-PS、SiO2-g-KH570-g-PMMA和SiO2-g-KH570-g-PAN,采用熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)/纳米SiO2复合材料(5%(...