化学刻蚀铝箔集流体在超级电容器中的应用

比较了不同化学刻蚀时间后铝箔集流体的表观形貌和比表面积,用交流阻抗、恒流充放电和循环伏安等测试分析了铝箔制备的电极的性能。随着铝箔刻蚀时间的延长与腐蚀程度的增加,电极的比电容增大、等效串联电阻减小;当刻蚀时间为80 s时,电极的比电容(165.2 F/g)最大、等效串联电阻(1.4Ω)最小;刻蚀铝箔集流体制备的电极以0.3 A/g的电流在0~2.7 V循环2 000次,电容衰减率不超过1.1%。     

使用化学刻蚀镍集流体的EDLC的性能

在70℃下用95 g/L(NH4)2S2O8+0.3 g/L OP-10+3%H2SO4+15 g/L Ni2SO4的溶液对镍箔集流体进行化学刻蚀,研究了化学刻蚀对电化学双电层电容器(EDLC)电化学性能的影响。化学刻蚀提高了镍箔集流体的表面粗糙度,与未刻蚀时相比,电极的等效串联内阻由2.11Ω降至0.88Ω。以0.2 A/g的电流在0.05～1.00 V循环,活性炭的单极比电容为163.0 F/g,比未刻蚀时提高50.9%,循环200次的电容保持率为91.3%;当电流增加至6.0 A/g时,比电容为127.8 F/g。     

温度及盐酸浓度对改性SCR催化剂汞氧化能力的影响

采用V、Ce活性溶液浸泡的方法对常规SCR催化剂进行改性,分析了HCl浓度、温度对其汞氧化能力的影响。结果表明,和常规催化剂相比,V改性催化剂样品中V2O5含量增大、比表面积和孔结构大幅下降,其汞氧化率低;Ce改性催化剂中新增活性物质CeO2、比表面积和孔结构略微减小,其汞氧化能力增强;各样品中的TiO2晶型均为锐钛型、活性物质分散均匀。烟气中含HCl时,催化剂氧化单质汞的机理类似Deacon途径,随着温度的升高,汞氧化率先增大后减小,最佳汞氧化温度为350℃;在温度200～400℃,HCl浓度0～60μL/L时,汞氧化率随着HCl浓度的增加而快速增加,在HCl浓度>60μL/L时趋于饱和。     

温度及盐酸浓度对改性SCR催化剂汞氧化能力的影响

采用V、Ce活性溶液浸泡的方法对常规SCR催化剂进行改性,分析了HCl浓度、温度对其汞氧化能力的影响.结果表明,和常规催化剂相比,V改性催化剂样品中V2O5含量增大、比表面积和孔结构大幅下降,其汞氧化率低;Ce改性催化剂中新增活性物质CeO2、比表面积和孔结构略微减小,其汞氧化能力增强;各样品中的TiO2晶型均为锐钛型、活性物质分散均匀.烟气中含HCl时,催化剂氧化单质汞的机理类似Deacon途径,随着温度的升高,汞氧化率先增大后减小,最佳汞氧化温度为350℃;在温度200～400℃,HCl浓度0～60μL/L时,汞氧化率随着HCl浓度的增加而快速增加,在HCl浓度＞60 μL/L时趋于饱和.     

氧化石墨的合成工艺优化及电容特性

采用改良的Hummers法,设计L9(34)正交实验研究了石墨来源、浓硫酸用量、合成温度及95℃控温时间对所合成氧化石墨(GO)特征峰强度的影响。用X射线衍射光谱法(XRD)、激光粒度分析仪及比表面和孔隙度分析仪,对GO晶体结构和粒径分布进行了分析;利用CV和线性极化曲线法研究了GO的电容特性。结果表明,石墨来源、浓硫酸用量和95℃控温时间影响最为显著。当石墨来源为鳞片石墨、浓硫酸用量为58 m L、合成温度为25℃和95℃控温时间为12 h的工艺参数,为最佳合成工艺条件。该工艺下所制备的GO试样层间距为0.73 nm,中值粒径D50为11.02μm,极化电阻仅为0.24Ω。在2 m V/s扫速下,其放电比电容达到234.1 F/g,即使扫速增加到50 m V/s,该电极仍然能放出高达121.5 F/g的比电容结构。     

锌离子电池的性能影响因素研究

针对目前锌离子电池循环性能不好、容量下降机理不明确等问题,以超细锌粉为负极、硫酸锌为电解液、α-MnO_2为正极,系统研究了锌负极的缓蚀工艺、电解液浓度和导电剂种类及含量对锌离子电池放电性能的影响。锌负极析氢实验表明在2 mol/L的硫酸锌电解液中,采用单一缓蚀剂时,不同缓蚀剂对超细锌粉的缓释效果CTABBTAPVP,当CTAB的加入量为60 mg/L时,其缓蚀效果最好,缓蚀效率达到51%;电解液浓度实验表明硫酸锌电解液的浓度为2mol/L时电池的性能最佳;导电剂实验表明使用乙炔黑作导电剂,正极添加质量分数为40%MnO2,负极质量分数为25%Zn时电池的放电比容量最高可达613 mAh/g。     

直接二甲醚燃料电池的性能研究

采用Pt/C作阳极催化剂,Nafion115作电解质膜,组装成5 cm2的单体电池.研究了电池温度,二甲醚浓度和流量对直接二甲醚燃料电池(DDFG)性能的影响.实验结果表明,温度从30℃上升到80℃,电池最大比功率提高了2.5倍;二甲醚浓度为1.5 mol/L,流量为5 mL/min时电池性能最佳,其最大比功率为56 mW/cm2.     

V_2O_5/DBSA-PANI复合材料的制备及电容性能研究

制备了V2O5/DBSA-PANI复合材料,用XRD、IR及SEM对材料进行了表征.结果表明,复合材料为片状,V2O5和DBSA-PANI之间有化学键形成;材料的恒流充放电性能测试结果表明.当电流密度为0.2～0.8 mA.电压范围为-0.2-0.8 V(vs.SCE),电解液为1 mol/L KNO3溶液时,所得材料具有良好的电容特性,复合材料的比电容比单独的V2O5明显提高,而循环性能比单独的DBSA-PANI好.电压范围为-0.2～0.8 V(vs.SCE),以2～10 mV/s扫描速率进行循环伏安测试,该复合材料均表现出良好的赝电容性能.     

高功率超级电容器功率特性的影响因素

以碳-碳材料为正负极活性物质、乙腈溶剂为电解液组装软包装超级电容器(65 mm×45 mm×11 mm),考察集流体类型(铝箔和涂炭铝箔)、极片烘干温度(110℃和180℃)对超级电容器功率性能的影响。以涂炭铝箔为集流体,在180℃下烘干极片,可提高超级电容器的功率性能。以360 C (25. 0 A)在0～2. 85 V循环的电容达到166. 7 F,比功率达12. 5 k W/kg。     

运行参数对单体直接甲醇燃料电池性能的影响

分别在不同温度、不同燃料浓度、不同燃料进料速度下测试了单体直接甲醇燃料电池的极化曲线、功率密度曲线以及阴、阳极的极化曲线.结果表明:随着电池操作温度升高电池性能逐渐提高,阳极极化过电位明显减小;但甲醇的渗透速率也同时增大,在阴极产生混合电位,增大了阴极极化;随着进料浓度升高,阳极出现浓差极化的电流密度增大,甲醇渗透速率增加,阴极电化学极化过电位增大;在电池运行温度、阳极燃料浓度一定情况下,进料速度对电池性能影响相对较小;在所研究的电池运行参数范围内,电池温度为60℃、阳极燃料浓度为1.0 mol/L、进料速度为2.5 mL/min时电池的性能最佳,最大功率密度为61.7 mW/cm2.     

采用湿壁塔氨吸收法去除烟气中SO2的实验研究

为检验并流降膜湿法烟气脱硫装置效果,以氨水作为吸收剂,对模拟烟气脱硫进行实验研究.考察吸收液pH值、液气比、烟气中SO2体积质量以及进气温度对脱硫率的影响.实验结果表明:随着吸收液的pH值,液气比以及吸收液浓度增大,脱硫率增大;随着烟气中SO2体积质最增大,脱硫率下降;烟气温度对脱硫率影响不大.实验得到最佳工艺参数为:在进气浓度为2500mg/m3时,液气比为2.4～2.8L/m3,吸收液pH值为5.8～6.5.在最佳工艺参数下脱硫效率可以达到95%.本实验研究可以为氨法脱硫的工业化应用提供有益的参考.     

铝在碱性电解液中的阳极行为

用电化学方法研究了Al(99.999%￣99.5%)在4mol/LKOH溶液中的阳极行为,结果表明:杂质(Fe,Si,Cu)含量递增,铝的传递电阻变小、腐蚀速度增大,达到稳定开路电位所需时间延长,但50℃时商业铝Al99.82%的极化程度最小,在-1.224V下有400mA/cm2大电流产生;温度升高而铝阳极的活化作用随之增强,但腐蚀也加剧;铝电极在5mmol/LNa2SnO3 4mol/LKOH中的浸泡时间为20min较适合;添加剂Na2SnO3对铝的腐蚀抑制、电化学性能改善都产生有利影响,其最佳浓度为5mmol/L。     

钴镍硫化物及复合材料的制备及其性能的研究

使用L-半胱氨酸这种天然氨基酸辅助水热合成了直接在泡沫镍上生长的NiCo_2S_4(NCS),与氧化石墨烯(RGO)复合后发现NCS的比电容和循环性能有明显提高。之后又比较了RGO的浓度对NCS性能的影响,采用X射线衍射(XRD)对样品的结构进行表征,并通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电研究了NCS的电化学性能。发现当复合RGO的浓度为1 g/L时电极材料的电化学性能最佳。在1 A/g时其比电容为1 467 F/g,在经过3 000次循环以后,容量保持率高达80%。     

以废旧锂离子电池为钴源制备LiCoO_2

采用热震法将锂离子电池正极活性物质与铝箔分离,优化热震工艺为:在空气气氛中,550℃下热处理1h后,将正极片快速投到去离子水中,正极活性物质与铝箔的分离效果良好,且铝箔的氧化较少。正极活性物质浸出最佳工艺条件为:浸出液为1.87mol/LH2SO4和0.63mol/LH2O2的混合溶液,浸出温度为75℃、时间为120min,液固比为11ml∶1g。以回收的草酸钴为钴源,LiOH·H2O为锂源制备了LiCoO2。制备的LiCoO2为标准的层状结构,以0.5C在2.8~4.3V充放电,首次和第50次循环的放电比容量分别为146mAh/g、142mAh/g,容量保持率为97%。     

微波膨化法制备石墨烯及其电容性能研究

以天然石墨(NG)为原料,采用先插层后微波处理的方法制备石墨烯。实验结果表明:随着KMnO_4用量和微波时间的增加,获得的石墨烯表面为褶皱的薄层结构;比表面积呈现先增加后减小的趋势,当KMnO_4与NG的质量比为0.9,微波时间为60 s时,比表面积最大,为313 m~2/g。在6 mol/L的KOH溶液中,石墨烯的比电容随着KMnO_4用量和微波时间的增加,呈现先增加后减小的趋势,当KMnO_4与NG质量比为0.9,微波时间为60 s时,放电比电容最大,为98F/g。这表明比表面积与电容性能具有相关性,较大的比表面积有助于提高石墨烯的比电容。     

阳极氧化法制备超级电容器用多孔MnO_2电极

通过阳极氧化不锈钢表面的锰镀层,制备超级电容器用二氧化锰(MnO2)电极,研究阳极氧化用电解液的pH值、氯离子浓度和氧化电流密度对MnO2电化学性能的影响。当电解液的pH值为7、氯离子浓度为3 mmol/L及氧化电流密度为0.1 mA/cm2时,制备的MnO2具有多孔纤维状结构,以65 mA/g在0~1 V充放电的比电容为210 F/g。     

热电池用正极材料钼掺杂钒酸铜制备及性能

采用溶胶凝胶法合成了Mo掺杂钒酸铜(Cu_5V_2O_(10))正极材料,考察合成条件对该材料性能影响,结果表明:在掺Mo量为0.15、煅烧温度为750℃和煅烧时间为10 h时合成材料的放电性能最佳,初始电压为2.842 3 V,截止2 V时的比容量为229.5 mAh/g;煅烧温度对材料的放电性能有较大影响,煅烧温度越高反应越充分,在实验范围内煅烧时间对材料的放电性能影响不大。     

MnO_2/AMCMB复合电极材料的制备及超电容性能的研究

以KOH活化中间相炭微球(MCMB),通过KOH活化法制备了活性中间相炭微球(AMCMB),并以KMnO_4和MnSO_4为反应原料,用化学沉淀法合成了MnO_2/AMCMB复合材料。采用电子扫描显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品的形貌和结构进行表征。通过循环伏安、电化学交流阻抗、恒流充放电等方法研究AMCMB和MnO_2/AMCMB电极在6 mol/L KOH电解液中,0~1 V的电容行为。结果表明:AMCMB成功地复合了MnO_2;AMCMB电极放电比电容为155.52 F/g,MnO_2/AMCMB复合电极首次放电比电容增大至198.36 F/g。     

高比表面积电极有机双电层电容器性能

采用高比表面积椰壳基活性炭作电极材料,分别以1 mol/L(Et)4NBF4/PC、1 mol/L LiPF6/(PC DMC EMC)、1mol/L LiPF6/(EC DMC EMC)和1 mol/L LiClO4/PC作为电解液,组装成有机体系双电层电容器.采用恒流充放电法、循环伏安法和交流阻抗法进行测试,考察采用同种电极材料情况下,各种有机电容器的电化学性能,在不同充电电压下均以1 mol/L LiClO4/PC为电解液时得到最高比电容值(2.5 V时高达 123.5 F/g),1 mol/L(Et)4NBF4/PC的比电容值也比较理想(2.5 V时为104 F/g),且其内阻最小,功率特性最佳.综合分析得知,以1 mol/L LiClO4/PC为电解液的双电层电容器综合性能最佳,且此电解液价格较1 mol/L(Et)4NBF4/PC低廉.     

老化30Cr2MoV汽轮机转子钢热脆化性能的化学腐蚀法研究

选用苦味酸添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为蚀刻液对老化汽轮机转子钢试样进行侵蚀。通过正交试验及老化汽轮机转子钢试样的微观结构,确定最佳试验条件为:饱和苦味酸溶液、SDBS0.005 mol/L、pH值2.0、时间35 min、温度25℃。试验结果表明,5个因素对晶界宽度影响的顺序为:苦味酸浓度、pH值、SDBS浓度、温度、时间。利用Photoshop对转子钢试样微观结构进行测量分析,确定出韧脆转变温度(FATT)的影响因素;用SPSS软件进行多元线性回归分析,建立了FATT50预测模型;用A2、A2a两个试样对模型进行验证,其误差在±20℃之内。