磷酸改性天然石墨负极材料的设计、制备及性能研究

利用石墨层间化合物技术处理天然石墨,使磷酸进入到石墨层表面,并在石墨表面包覆一层有机胺中间体,然后在惰性气氛下进行高温处理。研究发现,所得材料在保持石墨原始结构不被破坏的情况下,增大了石墨的层间距,为锂离子的嵌入和脱出拓宽了通道,也为材料在充放电过程中预留了膨胀体积。将这种材料用于锂离子电池负极材料、电化学性能测试表明或改性材料中可具有更小的不可逆容量和更高的充放电效率,并且在大电流充放电情况下,倍率性能得到了提升。     

磷酸和有机胺对天然石墨负极材料的改性研究

天然石墨经过浓H_3PO_4插层处理、有机胺热解碳包覆后形成具有"核-壳"结构的碳包覆插层石墨负极材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和恒流充放电仪对改性天然石墨的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了分析和表征。结果表明:改性后的天然石墨晶面间距增大,表面成功地包覆了一层无定型碳;其首次充电比容量为366.42 m A·h/g,在1 C倍率下循环20周后容量保持率为87.13%,而在同样条件下,天然石墨的容量保持率仅为78.13%。该改性方法有效地改善了天然石墨的倍率性能和循环性能。     

碳包覆石墨作为锂离子电池负极材料的研究

将天然石墨(NG)用浓HNO3氧化处理后,在其表面包覆柠檬酸,在惰性气体气氛下700℃处理18h,制得了包覆改性石墨.采用XRD及电化学测试等手段对材料进行了结构表征和性能测试.考察了不同包覆比例对材料充放电性能的影响.XRD结果表明包覆改性对石墨的结构并没有明显的影响.充放电测试表明,与天然石墨相比,包覆改性石墨具有更好的电化学性能,其中又以石墨与柠檬酸质量比为2∶1时性能最好,其首次放电容量为345.1 mA h g1,经20次循环后容量仍保持在305 mA h g1以上,容量衰减率仅为11.01%.     

锂离子电池硅/石墨复合负极材料的制备及性能研究

锂离子电池发展的重要目标之一是高容量的负极材料,而硅材料以其高达4 200 mAh/g的理论比容量成为研究热点;但是硅负极材料有较大的体积效应,从而造成其电化学循环性能的快速下降,限制了其在生产中的应用.本研究以纳米硅与石墨不同比例的掺杂,通过高能球磨与退火处理,表明当硅与石墨比例为2：1时,首次放电比容量可达2 136.4 mAh/g,同时首次的充放电效率为85.5%; 经过35次循环之后,其可逆容量的保持率85.3%,具有良好的电化学性能.硅/石墨复合材料良好的电化学性能,使其在锂离子电池负极材料的生产及应用中具有重要研究价值.     

石墨三维电化学反应器工作性能分析

采用自制石墨三维电化学反应器,考察了在粒子大小、主极板电压及粒子数量变化的情况下其粒子电流以及主极板电流,对石墨三维电化学反应器的工作效率进行了分析,在此基础上,利用二维反应器和石墨三维电化学反应器处理甲硝唑废水和亚甲基蓝废水,考察废水中总有机碳降解率及脱色效果.结果表明：粒子电流与主极板电压、粒子大小成正相关,石墨粒子和钛粒子两者电化学行为相同,但石墨粒子的粒子电流更大,说明在三维电极反应体系中,用石墨做粒子电极是可行的,可通过调整充填粒子大小和粒子数量改变粒子电流,从而提高三维电极反应器降解速率;当石墨三维反应器主极板外电压为t2V、电解质浓度为0.1 mol/L、石墨粒子数量为8时,反应前15 min比二维反应器反应速度快,对甲硝唑有机废水总有机碳去除率比二维电极反应器高14％,对亚甲基蓝废水脱色率比二维反应器高10％,说明设计的石墨三维电化学反应器对甲硝唑和亚甲基蓝废水中总有机碳和色度有很好的降解效果,且优于二维反应器.     

锆掺杂钛酸锂负极材料的电化学性能研究

采用高温固相法制备锆掺杂钛酸锂负极材料,改变锆的掺杂量得到Li₄Zr_5xTi₍5(1-x))O₁₂(x=0.01,0.03,0.05)材料作为负极材料组装成电池,研究不同锆掺杂量对电池性能的影响,以期提高钛酸锂在高倍率下的放电比容量和循环容量保持率。     

锂离子电池硅/石墨/碳负极材料性能

为提高锂离子电池硅基材料的循环性能,用高温固相热解法合成硅/石墨/碳复合材料.采用XRD、循环伏安和充放电技术表征其结构和电化学性能.考察不同的粘结剂体系和极片热处理对材料电化学循环性能的影响.结果表明:采用水性粘结剂可以提高材料的电化学性能;对极片进行热处理也可以很好地提高电极的循环稳定性.首次脱锂比容量为970.5 mAh/g,40次循环后,脱锂比容量仍高达822.1 mAh/g.     

氨解改性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,采用氨水在高压条件下对其进行改性,应用N2吸附仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了活性炭的孔结构和表面化学性质,测定了活性炭制作的电极在3mol/L KOH电解液中的电化学性能.结果表明,经过氨水高压改性处理的活性炭的比表面积和孔结构变化不大,但改性后活性炭表面的N原子含量增多,活性炭表面负载上一定量的C-N,N-H和-NO2等含氮官能团;改性后活性炭的比电容可达348F/g,比改性前提高27%;改性后活性炭电极的导电性增强,循环充放电性能更好,在42.5mA/g的电流密度下经1 000次循环充放电,比电容的保持率可达98.9%.     

耐高温有机硅树脂的研制

以硼酸改性有机硅树脂,通过单因素实验探索用水量、硼酸用量等条件对聚合反应程度及树脂耐温性能的影响。结果表明:当水用量为完全水解所需用水量的60%,硼酸用量为树脂质量的11%,Ph/R=0.3,反应时间为4 h,反应温度为(85±2)℃时,改性后的硅树脂在500℃下1 h内质量损失率为14.22%,耐高温性能较高.     

硼酸催化合成L-(+)-酒石酸二卞酯

以L-(+)-酒石酸和苯甲醇为原料,甲苯为溶剂,硼酸为催化剂的条件下,合成L-(+)-酒石酸二卞酯,分析产物的旋光性,其结构经IR表征.试验得到最佳反应条件为:硼酸用量为0.75 g、反应时间为4 h、甲苯用量40 m L、酸醇摩尔比为1 2.8,产物的比旋光度为+5.325,收率达到83.57%,且硼酸能多次回收利用.     

甘露醇强化硼酸生成络合酸酸度常数的测定

测定了甘露醇强化硼酸生成络合酸的酸度常数,提出用最低pH值法和最大耗碱量法确定络合酸的初始浓度,在此基础上分别用pH值法和滴定法测定了络合酸的酸度常数Ka,测定结果分别为Ka=3.6×10-5和Ka=1.1×10-5,并对所得结果之间的差异进行了分析.     

硼酸二甘油酯棕榈酸酯对PVC-稻壳粉木塑性能的影响

以硼酸二甘油酯棕榈酸酯作为PVC-稻壳粉木塑润滑加工助剂应用于木塑的加工研究,考察了稻壳粉在木塑复合材料中加入量分别为30%、40%、50%、60%时产品的性能。结果表明:当加入比例增大时,产品的挤出速度、冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都有不同程度的提高。当硼酸二甘油酯棕榈酸酯的加入量完全替代原有润滑剂使用时,PVC-稻壳粉木塑的挤出速度平均提高了3.98%。冲击强度平均增加了2.36%,拉伸强度平均增加了0.82%,弯曲强度平均增加了0.55%。同时吸水率最大增加了0.21%。     

粉煤灰提铝协同制备硼酸探索

利用硼砂的助熔作用以及B对Si的取代特性,将硼砂与粉煤灰(CFA)混合并在高温下烧结,烧结熟料用硫酸溶液浸取,从而实现粉煤灰铝质组分提取。结果显示w(Na2B4O7)∶w(CFA)=0.5时,900℃烧结5minCFA中氧化铝浸出率超过95%,烧结1h,浸出率大于99%,继续升高烧结温度或延长烧结时间,则浸出率下降。借鉴现有硫酸法制硼酸工艺可以同时实现粉煤灰提铝与硼酸制备。     

硼酸酯化法合成水杨醇制备水杨醛的工艺研究

考察了硼酯化法合成水杨醇再经空气氧化制备水杨醛的工艺过程中,脱水剂的选取、物料配比、多聚甲醛的性质和用量、反应温度和氧化反应条件对水杨醛收率的影响,确定了制备的适宜条件。     

硼酸对硫酸镁高温结晶的影响

硫酸镁溶液高温结晶生成MgSO4·H2 O ,在硫酸镁溶液中加入硼酸降低硫酸镁的极限饱和度 ,增加结晶推动力 ,使硫酸镁溶液的稳定性降低 ,有利于硫酸镁结晶生成MgSO4·H2 O ,提高MgSO4·H2 O的结晶产率 .当硼酸的浓度小于 4%时 ,硼酸不与一水硫酸镁共结晶 .     

环境友好型含氮硼酸酯的防锈性能研究

合成出一种有机硼酸酯,含有羟甲基化苯并三氮唑和油酸二乙醇酰胺硼酸酯的特征基团。采用失重法、防锈试验方法测定了其防腐蚀及防锈性能。并采用四球摩擦磨损试验法、圆环法测定其润滑性与清洗性。在改变添加剂添加量、实验温度、实验时间的条件下探讨这些因素对切削液性能的影响。结果表明,在合成产物的质量分数添加量为0.25%时,各项性能测试情况良好,在较高温度及较长时间的连续工作情况下仍保持优良的防锈性能,可用作水基切削液中常用的防锈润滑添加剂。     

分光光度法直接测定水中聚乙烯醇(PVA)含量的研究

在中性或弱酸性介质中，碘和硼酸混合溶液作为显色剂与聚乙烯醇(PVA)显色，通过测定有色物质的吸光度，建立了光度法直接测定PVA含量的方法。确立了显色剂的配比，用量，显色时间，酸度范围等最佳条件。方法简便，选择性好，线性范围宽(0—48mg／L)，回收率高(9l％-120％)。可用于聚乙烯醇生产厂、纺织厂、造纸厂等企业废水排放及废水处理PVA含量的控制分析。     

基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制器在硼酸浓度稀释控制中的应用

针对核电厂一回路冷却剂硼酸浓度存在大惯性、大时滞的问题,提出了基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制器。首先,对自抗扰控制公式进行推导,得出自抗扰控制器中关键参数对于目标函数的影响;其次,针对自抗扰控制器存在调节参数过多、工程整定复杂的缺点,采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行自适应整定;然后,改进鲸鱼优化算法中的收敛因子,对控制器关键参数寻优,得到目标函数最优值;最后,利用Simulink仿真平台,完成不同工况下的阶跃仿真实验。实验结果表明,该方法可以实现核电厂一回路在不同工况下冷却剂硼酸浓度稀释的快速稳定调节,较好完成核反应堆功率跟踪。