基于阴离子交换反应的NiMn-LDH电极电容性能提升研究

采用一步水热法在泡沫镍网上原位生长镍锰基层状双氢氧化物（NiMn-LDH）纳米片阵列电极,并通过氢氧化钾溶液中浸泡的方式提升电极的容量。采用SEM、XRD、TEM和XPS等手段对浸泡前后的电极材料进行表征。结果表明,在浸泡前后NiMn-LDH电极的形貌没有变化,但在电极材料内部发生了明显的CO₃^2-和OH^-的交换反应,降低体积较大的CO₃^2-在LDH层间的分布数量,使层内空间成为OH^-的“蓄水池”,缩短了电荷存储过程中OH^-的迁移距离,因此电容性能有了明显提升。电化学测试结果表明,在5 mA/cm²电流密度下,电极的比电容从18.0 F/g增加至766.6 F/g（1.69 F/cm²）。将该电极与活性炭组装的全固态不对称超级电容器在功率密度为900 W/kg时,可呈现的能量密度为35.9 W·h/kg,并且器件的循环稳定性良好。     

离子液体[bmin]PTSA中松香乙酯的微波辅助合成

以1-正丁基-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐离子液体([bmim]PTSA)作溶剂和催化剂,在微波辐射下通过松香与乙醇的直接酯化反应合成了松香乙酯.探索了催化剂种类、离子液体种类、离子液体用量、反应温度、反应时间等因素对反应酯化率的影响,确定最佳反应条件为:反应温度100℃,反应时间1h,[bmim]PTSA对松香质量比4:1.在此条件下,酯化率达95.5%.该离子液体易于与反应产物分离,且可以重复使用.     

浅谈STS教育在物理化学课程教学改革中的渗透

阐述了STS教育的理念,指出将该理念渗透到理工科学生的专业基础课程教学过程中的必要性。并以作者所从事的物理化学课程教学改革实践为例,提出在教学过程中鼓励学生思考STS,即科学-技术-社会这三者之间的关系,使学生们建立一种新型的价值观,抛弃以往传统的只注重科学技术的经济价值而忽视其社会文化价值的价值观和思维方式,树立起科学技术与社会可持续发展的意识。     

g-C_3N_4纳米片的制备及其光催化性能研究

先通过高温热解法制备石墨型氮化碳(g-C_3N_4)颗粒,再采用化学法将所制备的g-C_3N_4颗粒进行盐酸剥离处理,制得g-C_3N_4纳米片。通过XRD、SEM、TEM、BET、UV-vis DRS、PL等手段对所制备的样品做结构表征;模拟有机污染物为罗丹明B溶液,以此来研究样品的光催化活性。结果表明:在盐酸浓度为6 mol/L、水热时间为7 h、水热温度为110℃的优化条件下,g-C_3N_4颗粒被成功剥离成g-C_3N_4纳米片,且g-C_3N_4纳米片的BET比表面积是g-C_3N_4颗粒的2.3倍。与g-C_3N_4颗粒相比,制备的g-C_3N_4纳米片具有更高的光催化活性,可见光(500 W氙灯)光照3 h对罗丹明B溶液的降解率可达92.7%。     

低温共沉淀法合成多孔CoFe LDH纳米片电催化剂

通过低温共沉淀技术合成了多孔CoFe层状双金属氢氧化物（CoFe LDH）纳米片。运用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对产物的物相、组成及微观形貌进行了表征,并探讨了铁离子（Fe³⁺）含量对CoFe LDH纳米结构生长行为的影响,考察了制备的产物作为电催化剂在电解水析氧反应中的性能。结果表明,Fe³⁺的加入可以有效调节产物的形貌、结晶度和孔道结构。在合适的Co与Fe比例条件下,制备的CoFe LDH可形成多孔纳米片,且增大了总孔体积,增加了表面活性位点。同时,结晶CoFe LDH纳米片可促进Co和Fe离子间的电荷转移行为,从而提高产物的电催化活性。对于电解水析氧反应,当电流密度为10 mA/cm²时,结晶Co_0.67Fe_0.33 LDH多孔纳米片所需的过电势仅为291 mV,Tafel斜率为33 mV/dec,并展现出良好的循环稳定性。     

卤离子调控的镍钴基电极材料生长及电容影响研究

超级电容器是很有发展潜力的电化学储能器件,其性能主要取决于电极材料。利用水热法,通过改变加入的卤离子（F^-、Cl^-、Br^-）种类,可以简便地对镍钴（NiCo）基超级电容器电极材料的形貌、物相以及化学组成进行调控。由X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等表征结果可知,F^- 诱导生成纳米片支撑纳米线阵列,成分为稳定的NiCo LDH结构;Cl^-/Br^- 诱导生成纳米线,成分为碱式碳酸钴。从电化学测试结果可知,形貌和晶型对电化学性能有显著的影响。其中Cl^- 调控的电极在120 ℃下反应3 h时,其形貌为纳米线,晶型偏向无定形,此时性能最优;在2 mA/cm²电流密度下不仅具有最大的面积比电容2 940 mF/cm²,且该电极与负极活性炭组装的器件具有1.8 V的大电压窗口和优异的循环稳定性。     

NdZSM—5分子筛催化合成松香甘酯

研究了NdZSM-5分子筛催化松香和甘油的酯化反应，探讨了各反应因素对酯化反应的影响。     

微波辅助提取去氢枞酸的研究

微波辅助下从歧化松香中提取去氢枞酸,用单因素实验法研究得出最佳提取条件为:乙醇胺与歧化松香的摩尔比1.1∶1,将乙醇胺在5 min内滴完,反应温度75℃,反应时间15 min,异辛烷作萃取剂。去氢枞酸的收率达80.9%,纯度达94.25%。与常规提取法相比,微波辅助法收率高且反应时间短。     

离子液体[bmim][dca]中脱氢松香酸β-环糊精酯的合成及其性能研究

以离子液体[bmim][dca]作为绿色反应溶剂,4-二甲基氨基吡啶(DMAP)为催化剂,通过脱氢松香酸酰氯与β-环糊精的O-酰化反应,合成了脱氢松香酸β-环糊精酯(CDDA),最佳合成条件为:摩尔比3∶1(脱氢松香酸酰氯∶β-环糊精葡萄糖单元羟基),催化剂DMAP用量为脱氢松香酸酰氯质量的5％,反应温度90℃,反应时...     

Eu掺杂BiVO4微纳米材料的制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了Eu/BiVO4微纳米材料。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱微区分析（EDS）、X射线能谱（XPS）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis DRS）及光致发光光谱（PL）等手段对所制备的材料进行结构表征,并以罗丹明B为目标污染物研究了样品的光催化活性。考察了主要制备条件对样品晶相结构的影响。结果表明：在Bi3+与V5+的物质的量比为1∶1、前驱液pH=4、水热温度为160 ℃、水热时间为20 h、Eu的掺杂量为5%（物质的量分数）的条件下制备的Eu/BiVO4样品具有单斜白钨矿结构;该样品拥有优良的光催化性能,在可见光（200 W钨灯）照射1 h及H2O2助剂的存在下,对10 mg/L罗丹明B溶液的光降解率可达89.2%,比纯的BiVO4的光降解率提高了约30%。