超级电容器用纳米γ-MnO2制备及性能

采用醋酸锰和柠檬酸沉淀反应法制备锰配合物,经热分解和酸处理,得到纳米级γ-MnO2材料.用IR、XRD、SEM等方法对样品进行了表征,发现:所制备的γ-MnO2是由30～70 nm的微粒组成.用循环伏安法研究得出:不同γ-MnO2和活性炭配比的复合电极在0.5 mol/L Na2SO4、2.0 mol/L(NH4)2SO4、1.0 mol/L KCl等电解液中的比电容.结果表明:含40%、50%(质量比)γ-MnO2的电极在2.0 mol/L(NH4)2SO4溶液中的比电容较大,最大值为109.76 F/g.     

Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2的合成与电化学性能

采用溶胶-凝胶法在900℃于空气中煅烧合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2(x=0,0.01,0.02,0.05).通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等研究了掺杂元素对Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2的结构和电化学性能的影响.结果表明,适量Mg、Al掺入Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2后降低了材料的阳离子混排程度,且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加.合成材料颗粒分布比较均匀,平均粒径约为0.5 μm.在充放电倍率为0.1 C和电压范围为3.0～4.3 V的条件下,与未掺杂样品相比,Mg-Al复合掺杂的样品具有更好的电化学性能和容量保持率.当x=0.02时,复合掺杂样品的首次放电容量和库仑效率分别为153 mAh/g和93.0%,20个循环后容量保持率达93.4%.因此Mg-Al复合掺杂锂离子电池正极材料Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-2xMgxAlxO2是很有前景的.     

NaV1-xAlxPO4F的合成及电化学性能研究

运用高温固相法成功合成了钠离子电池正极材料NaV1-xAlxPO4F(x=0、0.02).通过傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的晶体结构和形貌进行了表征,研究结果表明NaV1-xAlxPO4F为简单单斜晶型.从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面分析了掺杂元素Al在改善材料性能中的作用.实验表明:掺Al后正极材料的电化学性能得到较好的改善,材料的首次放电比容量为80.4 mAh/g,效率高达89.2%,可逆比容量损失只有9.7 mAh/g.在循环30次后可逆比容量为68.3 mAh/g,可逆容量保持率为85%.     

NixMnCo2-xO4的制备及氧电极催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同x值的尖晶石型化合物NixMnCo2-xO4,通过红外光谱(IRS)、X射线衍射(XRD)和粒度分布测试研究了样品的物相结构和粒径分布,测试表明样品具有良好的尖晶石结构。通过线性电位扫描和恒电流放电测试发现,随着x值的增大,尖晶石型化合物NixMnCo2-xO4对氧电极的催化活性增大,表明它们适合作锌-空气电池和燃料电池氧还原电极的催化剂。     

锌-空气电池催化电极的制备和研究

锌 空气电池性能稳定、比能量高、原材料来源广泛、成本低廉。合成了钙钛矿型的La0.6Ca0.4CoO3作为锌 空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂作了红外光谱(IR),X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等结构测试。研究了催化剂合成对空气电极中氧气还原的影响。通过测定催化电极在碱性介质中的阴极极化曲线,并且组装成锌 空气电池进行放电性能测试,得出了具有最佳放电性能的催化电极组成。实验表明钙钛矿型的催化剂是一种良好的空气(氧)电极催化剂,能有效地促进阴极过程的氧气还原,提高锌 空气电池的性能,如放电容量。     

掺杂α-Ni(OH)2的电极性能研究

氢氧化镍是碱性蓄电池的正极活性物质,为了改善镍系列电池的性能,合成了掺杂α Ni(OH)2,它具有较高的放电平台,且放电曲线平坦,放电容量高,在碱性溶液中结构稳定。对它进行了电极性能研究。通过循环伏安法,结合Ran dle Sevick方程,得出了质子扩散系数为2.35×10-10cm2/s;通过交流阻抗法发现它由电化学极化阻抗和Warburg阻抗组成。     

NaV1-xFexPO4F的合成及电化学性能研究

运用高温固相法合成了钠离子电池正极材料NaV1-xFexPO4F(x=0、0.04和0.06)。通过FTIR、XRD和SEM等方法,对材料的晶体结构和形貌进行了研究。从材料的晶体结构、恒流充放电测试和循环性能等方面,分析了掺杂元素Fe在改善材料性能中的作用。掺Fe后,正极材料的电化学性能得到改善,NaV0.94Fe0.06PO4F(x=0.06)在循环20次后的可逆容量保持率为91.8%。     

硫酸盐电沉积Zn-Fe合金工艺的研究

通过正交试验研究了酸性硫酸盐体系电沉积低铁含量的Zn-Fe合金镀层工艺,结果表明该体系的镀液配方简单,镀液稳定,操作简便,成本低廉。以柠檬酸钠和柠檬酸分别为络合剂和缓冲剂的镀液pH值稳定。通过Hull糟试验还发现,该镀液的电流密度范围宽,镀层结晶细致、光亮平整。     

硫酸盐Zn-Fe合金镀层耐蚀性能研究

采用扫描电镜和X－射线衍射方法,研究了纯Zn-Fe合金[含Fe0.2%-0.8%(wt)]镀层的结构和表面形貌,利用电化学综合测试仪研究了纯Zn和Zn-Fe合金镀层的极化电阻和腐蚀电流,结果表明：Zn-Fe合金镀层表面较纯Zn镀层表面光亮,晶粒更为粒小,Zn-Fe合金镀层的极化电阻更高而腐蚀电流较纯Zn镀层显著减小,Zn-Fe合金择优取向生长面为（002）,纯Zn的择优取向生长面为（100）.     

太阳能光解水制H2催化剂研究进展

氢气是未来人类社会可持续发展的理想能源,光解水制H2的关键是具有高性能的光催化剂.论述了光解水的机理;综述了近年来有关TiO2、过渡金属氧化物、层状金属氧化物、光生物催化剂以及其它新的复合物在光解水方面的研究进展;讨论了提高其光催化反应活性的途径;对存在的问题和前景进行了展望.