电沉积法制备V_2O_5薄膜及其储钠性能研究

采用电沉积法制备了V2O5薄膜并研究了电沉积温度、时间、电压和镀液浓度对V2O5薄膜储钠性能的影响。采用场发射扫描电镜和X-射线衍射表征了V2O5薄膜表面形貌和晶体结构;利用循环伏安、充放电测试V2O5薄膜的储钠性能。结果表明,制备的V2O5薄膜是非晶相V2O5水合物,该薄膜具有片状的叠层纳米结构;电沉积条件对V2O5薄膜沉积速度和储钠性能都有显著影响,随着电沉积温度的升高和镀液浓度的增加,薄膜的沉积速度加快;随着电沉积电压的增加,薄膜沉积速度先增加后降低,在电压为2.5 V时沉积速度最大;随着电沉积时间的增加,薄膜厚度增大;薄膜的储钠性能与薄膜厚度密切相关,薄膜过薄或过厚都不利于其储钠性能的提高。     

CTAB辅助电沉积V_2O_5薄膜及储锂性能研究

以五氧化二钒、双氧水和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用溶胶凝胶法制备了V2O5溶胶,并通过电沉积法在不锈钢基体上制备了正交晶系的V2O5薄膜电极材料。采用X-射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征了V2O5薄膜材料的微观结构和表面形貌;采用循环伏安曲线、交流阻抗谱和充放电测试研究了V2O5薄膜作为锂离子电池正极材料的储锂性能。结果表明,在添加3%CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜比未添加CTAB的V2O5溶胶中电沉积的V2O5薄膜具有更高的电化学反应可逆性、更低的电化学反应阻抗、更好的嵌锂活性和倍率性能。     

Al_2O_3/B-Al-NiO薄膜电致变色性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了B-Al-Nio和Al2O3/B-Al-NiO复合薄膜.采用扫描电镜,电化学测试和透过率测试分析Al2O3薄膜并对B-Al-NiO的变色性能和稳定性进行分析和表征.结果表明Al2O3薄膜对NiO基薄膜的变色效果影响不大,同时有效提高NiO基薄膜的稳定性.     

新型纳米V_2O_5催化剂的制备与表征

以片状工业V2O5晶体为原料,采用Sol-gel法制备含纳米V2O5颗粒的溶胶和凝胶,并以此胶体为活性组分、硅藻土为载体制得一种新型纳米钒催化剂,研究了催化剂的显微结构和性能。结果表明,经过酸洗处理后的硅藻土的物理化学性质满足催化剂载体要求,TEM和SEM研究显示,胶体中V2O5颗粒形貌呈现针状或球状,催化剂中的活性组分V2O5颗粒大小仍然处于纳米级别且分散均匀,纳米钒催化剂的强度为61.3N.cm-1,活性达87.4%。     

VO_2-WO_3复合薄膜的制备及其热致变色-电致变色性能研究

智能玻璃是目前建筑节能重点研究方向。本研究将自制氧化钒纳米粉体均匀分散到钨溶胶体系,取上清液旋涂于ITO基板,经干燥、退火后制得VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜。实验结果表明,所制备的VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜兼具热致变色和电致变色性能,通电后薄膜表现典型的电致变色特征,可见光和近红外光透过率明显下降。退火过程中,部分W掺杂到VO_2中,使薄膜的热致相变温度降低10°C左右。复合薄膜在双响应条件下,其可见光透过率为32.6%、调控效率为18.8%。     

电化学沉积制备V_2O_5薄膜电极的表面结构及储钠性能

以含有CTAB的V_2O_5溶胶为电解液,采用电沉积法在不锈钢基体上沉积V_2O_5薄膜前体,经300℃烧结处理后制备了无黏结剂和导电剂的V_2O_5纳米薄膜电极。XRD测试表明该方法制备的V_2O_5薄膜是含水相的V_2O_5·n H2O,与未添加CTAB制备的薄膜相比,其层间距明显变大。FESEM和AFM测试发现CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜具有粗糙多孔的表面形貌;XPS测试表明CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜中含有更多的低价钒离子(V4+)。电化学测试发现该方法制备的V_2O_5薄膜具有优异的嵌/脱Na+循环稳定性;与未添加CTAB制备的薄膜相比,CTAB辅助电沉积制备的V_2O_5薄膜具有更好的电化学反应可逆性、更强Na+扩散性能和更高的储钠比容量,是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。     

超级电容器用V_2O_5的制备及性能

以晶态V2O5(c-V2O5)为原料,采用H2O2-c-V2O5-溶胶-凝胶法制备了超级电容器用非晶态V2O5(a-V2O5)正极材料。研究了H2O2与c-V2O5的浓度比、搅拌时间、陈化时间、水基电解液种类及浓度、Cu2+掺杂等因素对材料结构和电容性能的影响。产物为无定型、纳米级粉体。c-V2O5与H2O2的浓度比为0.04 g/mL、搅拌时间12 h、陈化时间4 d、电解液为KOH且浓度为1 mol/L时,a-V2O5电极比电容最优,在30 mA/g电流密度下首次放电比电容为55.2 F/g。Cu2+掺杂在很大程度上可以提高a-V2O5的比电容,当Cu2+质量分数为0.5%时放电比电容高达111.4 F/g。     

氧化石墨烯复合TiO2-B薄膜的制备及其电致变色性能

目前具有一维纳米结构的TiO₂薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管（TiO₂-B）与氧化石墨烯复合,以TiO₂粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃（FTO）基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜（GO/TiO₂）。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO₂复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比（GO/钛酸）为7％时,GO/TiO₂复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^-8cm²/s,着色效率值为38.1cm²/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO₂电致变色薄膜的光调制幅度可达77％,GO/TiO₂薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1％。     

电致变色薄膜研究进展

本文概述了电致变色薄膜材料、变色机理、工作原理等方面的研究进展,并探讨了目前存在问题的解决途径。     

PB/ITO-PET柔性电致变色薄膜制备及性能研究

柔性电致变色器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点,在可穿戴设备、曲面显示器、节能及自适应伪装等领域具有潜在应用前景。本工作以铁氰化钾、氯化钾、无水氯化铁为原料,采用电沉积方法在ITO-PET柔性基底上沉积普鲁士蓝(PB)制得PB/ITO-PET电致变色薄膜,并利用扫描电子显微镜、紫外光谱仪、电化学工作站对PB/ITO-PET电致变色薄膜微观结构和电化学性能进行分析表征。结果表明,电沉积时间为200 s时得到的PB/ITO-PET电致变色薄膜在700 nm波长处光吸收率达到0.755,且PB/ITO-PET电致变色薄膜可在较低电压(0.6 V/-0.3 V)下实现着色和褪色。其光调制范围为68%,着色/褪色响应时间分别为9 s/8 s,着色效率为108 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜经1000次着色-褪色循环后光调制范围为68%,着色效率为100.3 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜500次弯曲,着色效率为105.5 cm2/C,并经1000次着色-褪色循环后着色效率为91 cm2/C,光调制范围为65%。利用ITO-PET为离子存储层(对电极)、凝胶电解质和PB/ITO-PET为工作电极组装得到柔性电致变色器件,其光调制范围为53%,着色/褪色响应时间分别为13 s/18 s。     

普鲁士蓝基电致变色薄膜制备及性能的研究进展

讨论了普鲁士蓝(PB)的电致变色机制,总结了近年来国内外学者为提高其电致变色性能进行的研究.概述了目前制备PB薄膜的主要方法及其工艺与性能的关系,陈述了PB与其他材料复合对电致变色器件性能改善的机理.说明了缩短离子扩散距离、增大与离子层接触面积及改善基底导电性是提高PB电致变色器件性能的重要方法.最后提出PB电致变色器...     

Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2/V_2O_5复合材料的制备及电化学性能

实验采用NH_4VO_3对富锂锰基材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2(Lirich)进行表面修饰。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及电化学方法等手段进行了表征。TEM显示在材料表面形成10 nm左右的包覆层。XRD结果发现,包覆后的Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2(Lirich-V_2O_5)晶体中出现Li_3VO_4。Lirich-V_2O_5的首次充放电效率为103.1%,说明V_2O_5包覆层对Li Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)O_2起到了预活化的作用。Lirich循环20圈之后的容量保持率为71.4%,而Lirich-V_2O_5的容量保持率则达到了90.4%,说明V_2O_5包覆层有效抑制材料与电解液的副反应。     

W18O49/PET-ITO柔性电致变色薄膜制备及其变色性能

采用溶剂热法制备W18O49纳米线电致变色材料，喷涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯?氧化铟锡(PET?ITO)(方阻35 Ω)柔性透明导电基底上得到柔性电致变色薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨场透射电子显微镜和X射线光电子能谱对W18O49的微观结构和价态等进行表征，用电化学工作站与紫外?可见光分光光度计对W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围、响应时间和循环稳定性等进行了表征和分析。结果表明，光谱扫描波长?=633 nm时，W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜的光学调制范围ΔT=23%。薄膜透光率变化90%时，着色和褪色时间分别为12.8和10.6 s。W18O49/PET?ITO柔性电致变色薄膜具有优异的循环稳定性，连续着色褪色循环3000 s薄膜透光率仍达80.9%。     

添加V_2O_5催化制备碳化铁的动力学

研究了923～1073 K的温度范围内,1%V2O5添加剂对70%(ψ)H2 30%(ψ)CH4与铁矿石反应的动力学.运用未反应核模型,求出了不同温度下反应的表观速率常数及反应的表观活化能.结果发现添加V2O5与否铁矿石还原阶段的反应活化能变化不大,表明添加V2O5对铁矿石的还原反应促进作用较弱;添加1%V2O5的试样碳化反应活化能由72 kJ/mol降低到46.5 kJ/mol,减少了35%,说明V2O5对铁碳化反应有较强的促进作用.     

反相微乳法制备纳米V_2O_5

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）/正丁醇/正辛烷/水溶液微乳体系成功制备了纳米V2O5。先采用反相微乳法分别制备碱性偏钒酸铵微乳液和稀硫酸单相微乳液,再将两种微乳液混合得到V2O5前驱物,经陈化、洗涤、干燥、焙烧得到纳米V2O5。通过测定电导率分析了微乳体系的稳定性,采用FTIR、XRD、TEM对纳米V2O5的结构、成分、晶形、粒径等进行了表征。结果表明,采用反相微乳法制备的纳米V2O5为球形、分散性较好、颗粒粒径为6～20nm。     

Fe_3O_4纳米电催化剂的制备、表征及其对H_2O_2还原过程

采用电化学电位阶跃技术(CA),在GC基底上制备出Fe3O4纳米粒子电催化剂;通过SEM和TEM对其表面形貌进行表征。结果表明,所制备的Fe3O4纳米粒子呈纳米片状结构,且分布较均匀,片的厚度约为10nm。选区电子衍射(SAED)结果显示,片状结构的Fe3O4为多晶结构。所制得的Fe3O4纳米粒子具有类似天然过氧化物酶活性,对H2O2的还原过程具有很好的电催化性能,是很好的电化学传感器。该传感器具有较好的电化学灵敏度,最低检测限为5×10-5mol·L-1(S/N=3),线性范围为4×10-4～7×10-2mol·L-1。     

V_2O_5对水泥熟料煅烧和性能的影响

利用石煤烧制水泥熟料时，会带入少量V_2O_5本文研究了V_2O_5对多种配料方案的熟料煅烧和质量的影响，得出以高饱和（低硅）方案为最好。对降低f-CaO而言，V_2O_5在熟料中含量可达1．0％，对熟料强度而言，其最佳含量为0．45％。     

反应磁控溅射氧化钨电致变色薄膜结构与性能

采用脉冲直流反应磁控溅射镀膜方法在透明导电玻璃FTO(SnO_2:F)上制备厚度分别为50、100、150、200、250和300 nm的WO_3薄膜。分析了薄膜着色前后晶体结构和表面形貌的变化,对薄膜的循环伏安特性和光学性能进行测试。结果表明:不同厚度氧化钨薄膜均为结晶态,具有单斜晶系结构;随着薄膜厚度增加,薄膜结晶程度逐渐增加;薄膜着色/褪色循环中,不同厚度的WO_3薄膜均发生单斜晶系WO_(2.92)与立方晶系WO_3的可逆转变,产生晶格应变,并且随厚度增加,薄膜晶格应变先减小后增大,薄膜厚度为250 nm时,变色前后晶格应变最小,厚度增加至300 nm薄膜时,着色产生应变明显增大。在相同驱动电压下,随薄膜厚度增加,光学调制幅度(550 nm)、着色效率先增大后减小,厚度为250 nm时获得最大调制幅度76.01%和着色效率21.04 cm~2/C;当厚度进一步增加至300 nm时,薄膜褪色态透过率降低到49.30%后无法继续褪色,着色效率也开始下降。使用XPS分析了薄膜着、褪色状态下W元素的化学态,发现300 nm薄膜褪色后一部分W~(5+)无法转变成W~(6+),导致薄膜仍为蓝色。     

V_2O_5/石墨烯复合电极材料的制备与储锂性能

采用溶胶-凝胶法制备了V_2O_5/石墨烯复合电极材料。利用SEM、XRD、Raman和TGA表征了其微观结构。结果表明,该复合电极材料是含有质量分数0.55%石墨烯的片状正交相V_2O_5。电化学测试表明,与未复合石墨烯的纯V_2O_5样品相比,V_2O_5/石墨烯复合材料具有更高的储锂活性和优异的大电流放电性能。在200 m A/g的电流密度下,V_2O_5/石墨烯复合材料和纯V_2O_5样品的放电比容量分别为283和253 m A·h/g;当电流密度增加到5 A/g时,V_2O_5/石墨烯复合材料依然保持有150 m A·h/g的放电比容量,而纯V_2O_5样品的放电比容量仅为114 m A·h/g;V_2O_5/石墨烯和纯V_2O_5电极的电荷传递电阻分别为142和293Ω。V_2O_5/石墨烯//Li4Ti5O12全电池测试结果表明,在1.0~2.5 V电压内,循环初期全电池正极材料的放电比容量从110 m A·h/g衰减到96 m A·h/g,随后又出现上升,循环100次后,正极材料的放电比容量稳定在102 m A·h/g,库伦效率接近100%,表明V_2O_5/石墨烯复合电极材料是一种非常有应用前景的锂离子电池电极活性材料。     

硼酸镁(Mg_2B_2O_5)晶须的制备及表征

以六水氯化镁、硼酸、氢氧化钠和氯化钠为原料,采用高温助熔剂工艺制备了硼酸镁(Mg2B2O5)晶须。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的产品进行了表征。XRD物相分析结果表明制备的产品为单一相三斜结构硼酸镁(Mg2B2O5)。XPS表明制备的产品中Mg、B和O的摩尔比为1.000∶0.996∶2.498,且价态分别为+2价、+3价和-2价,与Mg2B2O5化学计量比以及价态一致。SEM和TEM显微图像表明合成的产品为纤维状,且长径比大于10,并对生长机理进行了初步探讨。