影响贮氢电池性能的工艺因素

采用正交试验方法研究了贮氢电极的配方、粘结剂、添加剂、制片压力等多种工艺因素对贮氢电池性能的影响,得到了制备贮氢电极的最佳工艺条件。结果表明制得的贮氢电池具有较好的综合性能。     

甘蔗叶活性炭对碱性嫩黄的吸附热力学和动力学研究

研究了甘蔗叶活性炭对碱性嫩黄(AO)的吸附行为,分析了其吸附热力学性质和动力学特性,初步探讨了吸附机理。结果表明,在50~310 mg/L浓度范围内,甘蔗叶活性炭对AO的吸附行为符合Langmuir等温方程,在303~323K温度范围内,甘蔗叶活性炭吸附AO的自由能ΔG0,吸附焓变ΔH0、吸附熵变ΔS0,表明吸附是一个自发的、吸热的熵增过程;吸附过程符合准二级动力学方程(R20.998),以化学吸附为主,同时受膜扩散和颗粒内扩散过程控制,膜扩散为吸附过程的主控步骤。     

空心PtCo/CNTs催化剂的合成及其电催化性能

为了改善铂基合金纳米粒子对甲醇氧化的电催化性能,用金属置换反应途径制备了空心结构的PtCo合金纳米粒子,并将其负载到碳纳米管(CNTs)载体上,得到了用于直接甲醇燃料电池的空心PtCo/CNTs阳极电催化剂,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能量散射X-射线能谱(EDX)对催化剂进行了表征.结果显示,所合成的PtCo空心纳米粒子具有均匀的外径,其平均值为14.4 nm, 并高度分散在碳纳米管载体上.循环伏安实验和计时电流实验表明,PtCo/CNTs 催化剂对甲醇的氧化具有较高的电催化活性和良好的电催化稳定性能.     

室温去除甲醛用锰铁氧化物催化剂制备及表征

采用甲醛去除性能动态测试装置研究Mn/Fe物质的量比、水热温度、水热时间、焙烧温度、焙烧时间等工艺因素对锰铁氧化物催化剂室温甲醛去除性能的影响。采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪分析锰铁氧化物催化剂结构、形貌、微区成分、表面官能团等。结果表明,影响锰铁氧化物催化剂室温甲醛去除率强弱的顺序为:焙烧温度>煅烧时间>Mn/Fe物质的量比>水热时间>水热温度;催化剂的最佳制备工艺为:Mn/Fe物质的量比1.8:1,水热温度140 ℃,水热时间8.0 h,焙烧温度150 ℃时,焙烧时间4.5 h,该条件下制备催化剂的室温甲醛去除率为96.14%,经6次循环使用后活性仅下降5.06%;锰铁氧化物样品由MnO₂、Fe₂O₃和非晶相组成,样品呈球形,平均粒径6.73 nm,表面官能团主要有O-H伸缩吸收、N-H弯曲振动、C-H弯曲振动等。     

多元稀土掺杂锂锰氧正极材料的结构及性能表征

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电池性能测试系统研究了多元稀土掺杂锂锰氧正极材料的相结构、形貌,并对其活化性能、循环稳定性能进行了表征。结果表明:采用Pechini法合成多元稀土掺杂LiMn2O4样品时,只有将掺杂元素的含量严格控制在一定范围内,所合成的LiMn2O4、LiLa0.03Mn1.97O4、LiLa0.012Ce0.012Mn1.976O4、LiLa0.012Nd0.012Mn1.976O4、LiCe0.012Nd0.012Mn1.976O4样品才具有纯尖晶石型LiMn2O4结构。当稀土掺杂元素含量较高时,所合成的LiLa0.015Ce0.015Mn1.97O4、LiLa0.015Nd0.015Mn1.97O4、LiCe0.015Nd0.015Mn1.97O4样品由LiMn2O4相及微量杂质相CeO2、Nd2O3、CeO2+Nd2O3组成。所有样品呈规则的近球形或球形,其粒径范围为0.5～2.8μm。适量的稀土元素掺杂将使LiMn2O4材料的初始容量减小、充放电效率及循环稳定性能增加,LiCe0.012Nd0.012Mn1.976O4样品具有较好的综合电化学性能,其初始容量为123.5mAh/g,经30次循环充放电后的容量为113.2mAh/g,为相同条件下LiMn2O4样品放电容量的1.27倍。     

贮氢电池的充放电过程研究

研究了贮氢电池充放电过程与活化、温度以及充放电制度等多种因素之间的关系,探索了贮氢电池性能变化的内部原因。结果表明：通过对贮氢合金进行适当的表面处理,提高氢原子在贮氢合金中的扩散系数,降低贮氢合金裂纹扩展系数等可以提高贮氢电池的活化、低温、大电流、循环等充放电特性,从而提高贮氢电池的综合性能。这些结果对储氢材料及贮氢电池设计、工艺研究等提供了基础性资料及理论依据。     

磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的工艺研究

采用正交试验方法系统研究了活化剂、添加剂、活化温度、活化时间等因素对磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的得率、亚甲基蓝吸附值的影响,并利用SEM对样品进行了表征。结果表明,磷酸活化甘蔗叶制备活性炭的最佳工艺为:将甘蔗叶浸泡于6%添加剂1及1%添加剂2、体积浓度为35%的磷酸溶液中,浸泡12h后,在673K条件下活化40min,所制得的活性炭的微观孔结构排列整齐,活性炭的得率和亚甲基蓝吸附值分别为47.05%、202.50mg/g,其中亚甲基蓝吸附值为国家标准GB/T 13803.2-1999活性炭一级品的1.5倍。     

电催化剂及其对甲酸氧化的电催化性能

采用氨水调节的微波多元醇法合成了Pd/C和Pd2Pt/C催化剂,并使用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果显示,在微波合成的电催化剂中Pd和Pd2Pt纳米粒子具有均匀的粒径,并高度分散在XC-72纳米碳载体上,Pd和Pd2Pt纳米粒子的平均粒径分别为54 和49 nm. 电化学测试结果显示,甲酸在Pd/C催化剂上氧化的起始电位和峰电位大大低于Pt/C催化剂,这是由于甲酸在Pd/C和Pt/C催化剂上不同的氧化途径引起的.结果还显示,甲酸在Pd2Pt/C催化剂和Pd/C催化剂上氧化的起始电位相同,而且在024和080 V有两个分别对应于甲酸在Pd和Pt催化剂的氧化, 说明微波合成的Pd/C和Pd2Pt/C催化剂对甲酸的氧化具有良好的电催化性能.     

Electrochemical Catalytic Oxidation Performance of a Nanoporous Gold Electrode

对纳米多孔金电极的电化学催化活性进行了研究,在1 mol/L LiPF6非水溶液中室温下采用电化学合金化/去合金化方法制备了纳米多孔金电极,然后使用循环伏安方法和计时电流方法研究了电极对乙醇的电化学催化活性。研究显示,在0.5 mol/L KOH + 1.0 mol/L CH3CH2OH 溶液中,制备的多孔电极在0和400 mV (vs SCE)对乙醇的电化学催化氧化电流密度超过光滑金电极的100倍以上,分别达到3.7和6.1 mA·cm-2。表明制备的纳米多孔金电极对乙醇具有良好的电化学催化氧化活性。