污泥腐殖酸基电极碳材料的制备及其电化学性能研究

以污泥源腐殖酸为前驱物,通过改变纯化条件和活化温度制备出不同的电极材料。利用BET、XRD、Raman表征分析电极材料的结构特征。通过搭建三电极体系并利用CV、EIS、GCD和循环性能测试研究其电化学性能。结果表明,腐殖酸纯化后,再经KOH于700℃活化,所制电极材料表现出较高的比电容(275.3 F/g),其在1 A/g的电流密度下进行1 000次循环后仍保留95.57%以上的比电容,循环稳定性较好。     

层次多孔碳的制备及其电化学性能的研究

以间苯二酚-甲醛(RF)作为碳源,利用具有中空结构的聚苯乙烯球(PS)作为模板,在高温下碳化得到三维层次多孔碳。采用扫描电镜、循环伏安及恒流充放电等方法对其性能进行测试。结果表明,层次多孔碳在高倍率条件下具有优异的电化学性能。     

纳米硅碳/石墨复合负极材料的制备及其电化学性能研究

以机械球磨法和化学气相沉积法制备的纳米硅为原料,通过喷雾干燥法制备了人造石墨@纳米硅@无定形碳材料,探究不同制备工艺的纳米硅对包覆效果的影响。结果表明,气相沉积法制备的球形硅颗粒包覆效果更好,材料的电化学性能更优,在0.1C倍率下循环150周,比容量维持在678.7 mAh·g^-1。     

锂离子电池锡/碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以二氧化锡和导电碳(Super P)为原料,通过高能球磨,采用高温固相法制得锡/碳复合材料作为锂离子电池负极材料。用XRD、SEM进行表征,并进行有关电化学性能测试,首次放电比容量高达566.4 mAh.g-1,循环性能得到了较大改善。     

层状二氧化锰材料的制备及其电化学性能研究

以高锰酸钾和5-氨基四唑为原料,采用常压加热法,制备了层状二氧化锰材料。应用X-射线衍射和扫描电镜技术对所得材料的结构和形貌进行表征。结果表明,所得材料具有层状结构,为颗粒状;恒流充放电测试显示,制备材料具有较好的电化学性能,在50 mA/g的电流密度下,首次充电比容量为761 mAh/g,循环50圈后,容量保持率为50%。此外,制备材料具有良好的倍率性能。     

碳热还原法制备LiFePO_4/C粉体及其电化学性能

以FePO_4为铁源、Li_2CO_3为锂源、葡萄糖为碳源和还原剂,采用碳热还原法合成了LiFePO_4/C粉体。采用热重-差热(TG-DSC),X射线衍射(XRD),循环伏安(CV)及恒电流充放电测试等分析方法研究不同葡萄糖用量(7 wt%、10 wt%、12 wt%、14 wt%、17 wt%)对LiFePO_4/C粉体的结构及电化学性能影响。结果表明,葡萄糖用量为12 wt%的粉体具有最佳的电化学性能,首次放电比容量为150 m Ah/g,经30次循环后放电比容量仍有152.2 m Ah/g,容量保持率为101.5%。     

硼/氮共掺杂多孔碳纳米片的制备及其电化学性能

以煤系腐殖酸铵为前体,硼酸为多功能助剂,在700℃和800℃下一步炭化成功制备了B/N共掺杂多孔碳纳米片,并考察了其用作超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明,该B/N共掺杂多孔碳纳米片具有发达的孔结构和较高的中孔率（36.15%和40.84%）,富含氮（6.04%和6.01%）、硼（3.97%和4.18%）、氧（17.01%和16.87%）等杂原子,赋予相应电极材料较好的导电性、良好的润湿性和快速的离子扩散性能。BNHC-700和BNHC-800在0.05A/g电流密度下的比电容分别为114F/g和118F/g,后者还具有优异的倍率性能（5A/g下的比电容保持率高达75.21%）。BNHC-700和BNHC-800的循环稳定性良好,在2.5A/g电流密度下10000次恒流充放电后的比电容保持率分别高达99.84%和98.57%。     

MXene/PPy@TOCNF复合薄膜的制备及其电化学性能

利用聚吡咯(PPy)在纤维素纳米纤维(TOCNFs)表面原位聚合并结合MXene在真空过滤下制备MXene/PPy@TOCNF(MPT)混合膜。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)等分析了(MPT)混合膜的结构与形貌,利用电化学工作站等探究了聚吡咯@纤维素纳米纤维(PPy@TOCNF)的含量对于MXene薄膜的电化学性能的影响。结果表明：PPy@TOCNF的加入会提高混合膜的电化学性能,在1 A·g^-1的电流密度下,MPT-20%薄膜比电容为415.6 F·g^-1,远高于MXene(284.5 F·g^-1)。     

生物电化学技术在废水处理领域的研究

简要介绍了生物电化学系统（BES）的原理和分类,归纳总结了各种操作参数包括电压、电极材料、操作和工艺条件对BES性能的影响。重点介绍了国内外学者利用该技术在废水处理领域的研究进展,并对BES在废水领域的未来发展趋势进行了展望。     

CaC2-CCl4体系反应制备纳米碳球及其电化学性能

以碳化钙和四氯化碳为碳源,反应物通过无机化学反应在密封高压釜中制备了纳米碳球.用XBD、SEM、EDS、TEM、HRTEM和BET法对碳球的形貌和结构进行表征,并采用恒流放电法研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.研究结果表明:合成的纳米碳球具有棉花状结构,直径分布为80～250 nm,其d002为0.336～0.340 nm,属于无定形碳结构,BET比表面积为98 m2/g.纳米碳球作为负极材料首次充放电比容量分别为787 mA·h/g和390 mA·h/g,充放电效率为49.6%;5次循环后放电比容量衰减到239 mA·h/g,但效率均保持在95%以上.     

锂离子电池正极材料PTAm-GO的制备及其电化学性能

采用原子转移自由基聚合法制备了聚(4-丙烯酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)-氧化石墨烯(PTAm-GO)复合材料.利用FTIR、1HNMR、电子顺磁共振(EPR)、TGA和SEM对其结构进行了表征.将其作为锂离子电池正极材料组装成半电池进行测试.结果表明,该复合材料是氮氧自由基聚合物PTAm化学接枝的GO.PTAm-GO比纯PTAm具有更好的储锂能力和电化学性能.在200 mA/g电流密度下,经过300次充放电循环后,PTAm-GO和纯PTAm电极的放电比容量分别为138和39 mA·h/g.PTAm-GO和PTAm电极的电荷转移电阻分别为96和179?,表明PTAm-GO是非常有应用前景的锂离子电池活性材料.     

硫/有序介孔碳复合材料的制备及其电化学性能

用模板法合成有序介孔碳材料(ordered mesoporous carbon,OMC),以该材料作为硫的载体,用低温熔融的方法制备了硫/有序介孔碳(S/OMC)复合材料.通过透射电子显微镜、比表面分析和X射线粉末衍射仪对材料进行表征.结果表明:OMC孔道有序,比表面积高达1 600m2/g,硫在OMC内分散性良好.对...     

煤抽提物基炭材料的制备及其电化学性能

以某煤抽提物为前驱体,在N_2保护下,分别在600℃,700℃,800℃和900℃炭化制备四种电化学电容器用炭材料,分别记作:FKC600,FKC700,FKC800和FKC900.采用低温N_2吸附法对各炭材料的孔结构进行表征,并通过恒流充放电和循环伏安测试研究其电化学性能.结果表明:随着炭化温度的升高,四种炭材料的比表面积和总孔容逐渐增大,但孔结构总体上发育不完善,FKC600和FKC700的比表面积仅为14 m~2·g~(-1)左右.四种炭材料在3 mo1/L KOH电解液中具有良好的充放电可逆性和典型的双电层电容特性;其体积比电容和面积比电容随炭化温度的升高呈现先增大后减小的趋势,FKC700的体积比电容高达112.4 F·cm~(-3),FKC600和FKC700的面积比电容大于800μF·cm~(-2),远远高于炭材料的理论储能极限.     

锂离子电池Si@C复合负极材料的制备及其电化学性能研究

分别以葡萄糖和多巴胺为碳源,纳米硅颗粒为核心,通过热处理技术制备得到Si@C核壳结构的材料。利用X-射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和恒流充放电测试对材料的物相、微观形貌和电化学性能进行表征。结果表明:以多巴胺为碳源制备的材料具有更加完好的包覆效果,且具有更高的电化学性能。Si@C复合电极材料在0.1A/g电流密度下循环20次,放电比容量仍然有956.3mAh/g,容量保持率为61.34%。     

扩展st?ber法掺氮碳球的制备及其电化学性能

为了改善碳材料的性质,以间苯二酚、甲醛为碳源,盐酸胍为氮源,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(F127)为软模板剂,采用扩展的st?ber法合成间苯二酚-甲醛-盐酸胍胶体球(NPS),然后水热、碳化制备掺氮碳球(NCS),考察了盐酸胍加入量对样品的结构特点、微观形貌及元素组成的影响,并通过循环伏安、恒流充放电对样品的电化学性能进行测试。结果表明:该方法制备出的掺氮碳球比表面积较大(590.8～851.5 m²×g^-1),粒径均一,含氮量较高(3.142%～5.377%),具有较好的双电层电容器性能。当盐酸胍和间苯二酚的摩尔比为8:1时,制备的碳球电容性能最优。在电流密度为10A×g^-1时,比电容达到252 F×g^-1,经历1 000次循环后,电容保持率为97.2%。至此,以盐酸胍为氮源,采用扩展st?ber法成功制备出了具有优异电化学性能的掺氮碳球。     

SBS/PANI复合电极材料的制备及电化学性能研究

以植酸为掺杂酸,过硫酸铵为引发剂,通过原位聚合制备SBS/PANI复合电极材料.通过红外光谱以及扫描电子显微镜对所制备材料的微观结构和形貌进行表征.通过循环伏安法、交流阻抗谱和恒流充放电对材料的电化学性能进行表征.结果表明:SBS的加入很好地提高了复合材料的循环稳定性.当SBS的加入量占苯胺单体质量百分比为25％时,SBS/PANI复合电极材料具有比电容较高、循环寿命较长以及倍率性能好的特点.     

铋/纳米洋葱碳电极的制备及其电化学还原CO2性能研究

采用水热法制备Bi/MCNOs电极催化剂,通过XRD、SEM对Bi/MCNOs催化剂进行表征,考察了Bi/MCNOs电极电化学还原CO₂制甲酸的性能。结果表明,在水热过程中,MCNOs成功负载到Bi上,Bi/MCNOs具有更小的球状结构。Bi/MCNOs电极电化学活性表面积为Bi电极的3.4倍。Bi/MCNOs电极的电流密度是Bi电极的4倍,且具有更正的起峰电位。通过对KHCO₃电解液浓度、还原电位对电化学还原CO₂制甲酸的分析可知,KHCO₃电解液浓度为0.5 mol/L、电势为-1.6 V vs.Ag/AgCl时,电化学还原CO₂效果最好,具有较高的电流效率。由此可见,Bi/MCNOs电极具有更高的活性,可有效提高电化学还原CO₂的催化效果。     

碳纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用

碳纳米材料以其优异的导电特性和机械特性及极佳的生物相容性而引起研究者的极大兴趣,在电化学生物传感器的开发和研究中极具应用价值。碳纳米材料在电化学生物传感器方面的应用主要是将碳纳米材料作为传感器界面的修饰材料、生物分子的固载基质以及信号标记物等。文章综述了碳纳米材料在电化学生物传感器中的应用,并展望了未来碳纳米材料的研究方向。     

纳米Fe2O3的制备及其电化学性能研究

以FeCl3.6H2O为原料,通过先水解,后在空气中煅烧制备了粒径约100 nm的Fe2O3负极材料,并研究其电化学性能。此工艺简单,所得材料的放电比容量高,循环性能优异。在50 mAg-1电流密度下,首次放电比容量为1667.0 mAh g-1,第二次放电比容量为1161.0mAh g-(1占首次的70%),循环50次后,仍保持459.7 mAh g-1的放电比容量。     

草甘膦分子印迹电化学电极制备及其性能研究

试验吡咯为功能单体,草甘膦为模板,在金电极表面通过电聚合制备了一种具有良好草甘膦印迹能力的新型分子印迹电化学电极。以铁氰化钾为活性探针,优化了模板分子与功能单体配比、扫描圈数、检测体系pH值和吸附时间等关键参数,构建了快速检测草甘膦残留的电化学方法。结果表明,该电极对草甘膦具有响应快、灵敏度高和稳定性好的优点,电极的响应电流与草甘膦浓度(5～500 ng/mL的范围)内呈良好的线性关系(r²=0.985),定性检出限为0.5 ng/mL。该电极对草甘膦分子具有较好的选择性和精密性,样品回收率为101%～106%,相对标准偏差为2.89%。同一根电极在初次使用后的第7、14、21、28天测量时,印迹电极的响应值降至初始响应值的90.4%、87.8%、80.4%、75.7%,总体表明印迹电极的稳定性良好。