甲醛在Au/Ti电极上电氧化的交法流阻抗研究

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了甲醛在Au/Ti电极上的电氧化过程,通过对Nyquist图的理论分析,求得一系列甲醛电氧化的动力学参数.运用R1[C1(R2W1)]形式的等效电路对甲醛电氧化的阻抗图谱进行了模拟,较好地解释了甲醛电氧化实验中的动力规律.同时考察了极化电位和甲醛浓度对电化学交流阻抗谱的影响,发现在极化电位-0.5 V时甲醛氧化最易进行,随着甲醛浓度的增加电荷转移电阻Rα不断减小.     

甲醛在Au/Ti电极上电氧化的交流阻抗研究

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了甲醛在Au/Ti电极上的电氧化过程,通过对Nyquist图的理论分析,求得一系列甲醛电氧化的动力学参数。运用R1[C1(R2W1)]形式的等效电路对甲醛电氧化的阻抗图谱进行了模拟,较好地解释了甲醛电氧化实验中的动力规律。同时考察了极化电位和甲醛浓度对电化学交流阻抗谱的影响,发现在极化电位-0.5V时甲醛氧化最易进行,随着甲醛浓度的增加电荷转移电阻Rct不断减小。     

V(Ⅳ)电解液中残留草酸的电位滴定分析和去除

建立了一种以高锰酸钾溶液为滴定剂的电位滴定方法,实现了全钒氧化还原液流电池V(Ⅳ)电解液中残留草酸的定性和定量测定.结果表明,在V(Ⅳ)电解液中,用高锰酸钾溶液滴定草酸时的终点电位在1 070 mV左右,相对标准偏差小于3.6％,回收率为98.7％ ～ 104.2％.此外,基于该电位滴定方法,分析了加热过程中残留草酸含量的变化,表明加热可去除V(Ⅳ)电解液中残留草酸的可行性.为全钒氧化还原液流电池V(Ⅳ)电解液中草酸的检测和去除提供了可靠的依据.     

普鲁士蓝对钒电池中V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化

用化学法制备了普鲁士蓝(PB)修饰电极,并研究了它对不同浓度钒溶液中V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化作用。循环伏安实验表明这种修饰电极对V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化性能较好,特别是对浓度为0.1mol/L、0.5mol/L、2.5mol/L的VOSO4溶液的氧化还原起正催化作用,并且这种修饰电极具有较好的稳定性。从循环伏安曲线上推测是普鲁士蓝自身的氧化还原反应催化了V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的氧化还原反应。     

聚苯胺对DMcT氧化还原反应的电催化作用

采用循环伏安法和交流阻抗法研究了聚苯胺 (PAn)对 2 ,5 二巯基 1,3 ,4 噻二唑 (DMcT)氧化还原反应的电催化作用及其DMcT/PAn复合物的电化学性能。结果表明 ,PAn膜电极在含饱和DMcT电解质溶液中不仅可以形成DMcT/PAn复合物 ,而且复合物电极呈现的氧化还原的峰电位差较电极未修饰前明显减少。DMcT/PAn复合物电极和PAn电极在 1.0mol/LHCl溶液中呈现相似的复数平面图 ,但在开路电位下在高频段的半圆的直径前者大于后者 ,而在 1.0V电位下则前者小于后者。因此认为在DMcT/PAn复合物中 ,DMcT是主要的电活性物质 ,PAn则可以较大程度地提高复合物的导电性和电荷传递速度 ,对DMcT的氧化还原反应有显著的催化作用。     

丙烯酸作为V(Ⅲ)/V(Ⅳ)电解液添加剂的研究

为了提高V(Ⅲ)/V(Ⅳ)电解液的稳定性和电化学活性,采用循环伏安、交流阻抗、紫外可见、静置观察等方法,研究了聚丙烯酸作为添加剂对电解液性能的影响。研究结果表明:添加聚丙烯酸能提高电解液的稳定性且不影响电解液的吸光度;当添加量为0.3%时,电解液的电化学活性及稳定性得到显著提高。     

碳酸乙烯亚乙酯对锂离子电池性能的影响

利用量子化学计算、循环伏安、电化学阻抗及充放电测试等方法,考察了电解液成膜添加剂碳酸乙烯亚乙酯(VEC)对锂离子电池性能的影响.量子化学计算结果表明:VEC具有较低的分子最低空轨道(LUMO)能量值.循环伏安及交流阻抗测试表明:碳酸乙烯亚乙酯的还原电位为1.2 V( vs.Li/Li+),优先于电解液在负极表面发生电化学反应形成电解质相界面(SEI)膜.该膜较稳定,可提高电池的循环性能,并抑制电池气胀.SEI膜阻抗较大,不利于电极的嵌脱锂反应,导致首次充放电容量及效率较低.     

基于电化学改性石墨电极构建钒/钛液流电池

在2.0 mol/L HClO_4溶液中通过恒电流阶跃方法制备了电化学改性石墨电极(MGE)。发现其在硫酸溶液中对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)氧化还原反应具有良好的催化可逆性,并提出了受电位影响的电极表面含氧官能团电对与金属离子电对间的氧化还原协同作用机理。将V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)分别作为正、负极活性物质构建成氧化还原液流电池并评价其充放电性能。在10 mA/cm~2下恒流充放电,相应的电压效率为94.2%,能量效率达到91%,展示了基于MGE构建的钒/钛液流电池潜在的应用价值。     

添加剂对全钒液流电池正极电解液的影响

研究了正极电解液添加剂尿素、乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和K2SO4对全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)及氧化还原电位的影响。研究结果表明,无机添加剂K2SO4和有机添加剂尿素、EDTA和柠檬酸的加入均使正极电解液的氧化还原电位负移,且EDTA和柠檬酸的加入使正极电解液的氧化还原电位的变化范围明显减小。加入EDTA和柠檬酸使正极电解液的SOC减小,SOC变化范围显著变窄;加入尿素和K2SO4使正极电解液的荷电状态变化范围变宽。对于有机添加剂,添加剂使正极电解液电位电极变化越大,其SOC变化也越大。有机添加剂对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其能够和正极电解液中的五价钒离子发生氧化还原反应;K2SO4对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其与五价钒离子发生络合反应。     

低酸含Pb（Ⅱ）介质中石墨电极上PbO2的电沉积

研究了石墨、铂电极在含Pb(Ⅱ)的低酸溶液中,Pb(Ⅱ)经历电氧化过程中所发生的电化学反应行为。循环伏安测试结果表明:当采用石墨电极时,铅离子电氧化过程中,控制不同的电位区间对应于不同的电化学反应过程,当极化电位较低时,发生的是较低程度的石墨基体自身的电氧化过程;当极化电位至1.63 V时,将发生Pb(Ⅱ)电氧化生成二氧化铅的过程;当极化电位进一步升高至1.8V以上时,发生析氧等复杂的电氧化反应。XRD测试结果表明:较低酸性介质中采用恒电位沉积方法获得产物的主物相是β晶型PbO2,但也存在少量α晶型PbO2,为获得较纯的β晶型PbO2,须保证在较高酸度的含Pb(Ⅱ)介质中实施。     

石墨在钒电池电解液中的电化学行为

为进一步认识石墨材料在钒电池集流体中的稳定性机理及其影响因素,探讨其作为钒电池关键材料的可行性,进行了循环伏安(CV)、充放电测试.结果表明,石墨在高浓度硫酸溶液中容易形成一阶石墨层间化合物( GIC),其在高电压下容易形成石墨氧化物(GO),使得钒离子在正极反应的可逆性遭到破坏,反应极化增大,电池的性能急剧下降.GO...     

V_2O_5发泡材料的制备及电化学性能

以五氧化二钒(V_2O_5)为原料,采用熔融冷却法制备V_2O_5干凝胶;以有机胺为插层物及结构导向剂,制备具有层状结构的V_2O_5材料。通过XRD、SEM和BET测试,对V_2O_5原料、干凝胶和发泡材料进行分析;通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对电化学性能进行研究,在m(V_2O_5)∶m(C16H35N)∶m(H2O2)=1∶2∶50条件下制备的V_2O_5发泡材料,电化学性能最佳,在1 mol/L Na_2SO_4溶液中以0.2 A/g的电流在-0.2~0.8 V充放电,充电比电容为170.3 F/g。     

Li3V2(PO4)3/C复合正极材料的制备与性能

以CH3COOLi、V2O5、NH4H2PO4和碳凝胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了锂离子蓄电池Li3V2(PO4)3/C复合正极材料.对其前驱体和产品采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)以及元素分析分别进行了表征.考察了掺杂碳含量对材料充放电性能及其高倍率循环性能的影响.样品C的首次放电比容量达到128.4 mAh/g.样品B和C以0.2 C充放120次后容量几乎没有衰竭;继续以1 C充放电120次,其比容量仍基本恒定,比单一Li3V2(PO4)3材料具有更优良倍率性能和循环性能.交流阻抗测试表明碳掺杂可以形成碳包覆层,材料的电导率大幅提高,从而提高了材料的电化学性能.     

聚苯胺/碳复合材料在混合型电容器中的应用

采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PANI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.以1 mol/LH2SO4溶液为电解液,Nafion 117质子交换膜为隔膜,分别采用复合材料电极和活性炭电极为正负极组装了混合型电容器,并用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察了电容的性能.结果表明,该混合型电容器在0～1.35 V电势范围内电容性能良好.3.0 mA/cm2电流密度下,电容器比容量为83.1 F/g,比活性炭电容器提高82%,电容器的比能量可达21.0 Wh/kg,是活性炭电容器的3倍以上.1 000次充放电循环后,电容器比容量保持在初始比容量的89.1%.     

聚吡咯/脲醛树脂多孔碳的超级电容性能

以脲醛树脂(UF)为前驱体,经高温碳化和氢氧化钾溶液活化处理,制备脲醛树脂多孔碳(UFC),采用原位化学聚合法制备聚吡咯(PPy)/UFC复合材料。通过SEM、XRD和红外光谱等分析复合材料的形貌和结构特征;采用循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电测试复合材料的电化学性能。PPy/UFC复合材料比单独的PPy和UFC具有更高的比表面积和更好的电化学性能,以4 A/g在-1.0~0 V循环,比电容为545 F/g,循环2 000次的电容保持率为91%。     

钼酸盐的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用

用循环伏安和线性电位扫描法研究了硫酸溶液中多晶铂电极上Na2 MoO4 的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用。结果表明 ,Na2 MoO4 在 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,一步还原生成不稳定的有色产物钼青铜 (HxMoO3) ,还原峰电位为0 .0V(相对于饱和甘汞电极 ) ,并有一对应氧化峰。多晶铂电极因钼酸盐的还原与氧化而得以修饰。这种修饰电极对甲醇的氧化有很强的催化作用。修饰多晶铂电极上甲醇的氧化电流远大于未修饰多晶铂上的氧化电流。在 1mol/LCH3OH + 0 .0 5mol/LNa2 MoO4 + 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,正向扫描电位超过还原钼酸盐氧化峰电位后 ,氧化电流大于相应甲醇和钼酸盐硫酸溶液中氧化电流和的 2倍以上。甲醇在未修饰多晶铂电极上由于吸附一氧化碳中毒引起的电流下降现象 ,也因还原钼酸盐的修饰作用而消失。     

LiBOB/PC电解液形成SEI膜的过程

利用电化学交流阻抗谱(EIS),结合充放电测试,研究了双草酸硼酸锂(LiBOB)/PC电解液在NG7石墨电极表面形成SEI膜的过程和对应的电位区间.LiBOB/PC在NG7石墨电极表面形成SEI膜是一个连续的过程,在电池的首次放电过程中,1.75 V(vs.Li/Li )放电平台对SEI膜的形成有重要的影响;首次放电至0.55 V左右,SEI膜基本形成;在0.20 V以下放电区间,SEI膜得到了较大程度的完善.     

溶液酸度对铂电极上甲醇氧化的影响

用循环伏安法研究在不同酸度的硫酸钠溶液中,甲醇在铂电极上氧化的电化学行为。结果表明:溶液的酸度基本上不影响甲醇在铂电极上的氧化特性,甲醇的氧化峰电位变化不大,电位正向和反向扫描时,甲醇氧化峰电位分别在0.17V和-0.03V(相对于Hg/Hg2SO4参比电极)左右。但是溶液的酸度对甲醇在铂电极上的氧化速度却有较大影响,酸度越低,速度越快,这种情况可用铂在不同酸度溶液中,铂氧化物的形成差异得到解释。