电接枝聚乙烯亚胺改性碳纤维电极电化学性能及其电场响应研究

碳纤维电极表面氨基改性可以显著提高其电化学性能和电场响应性能。通过高温氧化和电化学接枝相结合的方法,在碳纤维表面接枝不同分子量（0.6K、1.8K、10K）聚乙烯亚胺分子来调控电极/海水界面双电层结构。实验发现,长分子链之间因氢键更强的相互作用更容易穿插交叠,形成稳定双电层结构。结果表明：PEI-10K的性能最佳,其比电容达到12.8 F·g^-1,电荷转移电阻和低频容抗显著降低;配对电极的电位漂移量仅为0.05 mV/d,电极自噪声降为2.61 nV/sqrt(Hz),并且可以响应1 mHz、0.03 mV/m的低频弱电场信号;改性后碳纤维电极的响应灵敏度、准确度得到了显著提高,可用于制备高性能海洋电场传感器,提高水下电场探测能力。     

水合肼掺氮改性碳纤维电极电化学及电场响应性能

碳纤维表面氮掺杂改性可望提高其电化学性能和电场响应性能.以水合肼为氮源改性粘胶基碳纤维,制备新型海洋电场电极,并探究改性前后电极电化学性能以及电场响应性能变化.结果表明:改性碳纤维电极电化学性能以及电场响应性能显著提高;水合肼高温掺氮处理样品性能最佳,其比电容达到102.5 F/g,为空白组的18.99倍;电荷转移电阻...     

高性能碳纤维水下电场电极制备及其性能测量

对T300碳纤维在445 ℃、465 ℃、485 ℃下进行表面热处理,以获得新型水下电场电极。利用X射线光电子能谱(XPS)分析、电化学工作站、自制电极响应装置和电极自噪声测量装置对其在NaCl溶液中的表面化学状态、电化学特性和探测性能进行了测量,讨论热处理温度对其表面基团含量、循环伏安特性、交换电流密度、响应性能和电极稳定时间的影响,分析了其电场探测机理。结果表明：热处理温度的提高可提高碳纤维表面基团CO和COOR含量,减小电极在NaCl溶液中的 电容效应,增加电极的交换电流密度,提高电极的线性性能和稳定速度。     

碳纤维海洋电场电极探测机理和性能研究

基于提出的碳纤维电极对海洋电场探测机理模型,通过在信号放大器两端并联放电电阻,提高碳纤维电极对极差的稳定性,同时缩短稳定时间。建立了匀强电场,以评估不同大小的并联电阻对碳纤维电极对探测性能的影响。研究结果表明,输入电阻越小,电极对的极差越小和自噪声稳定越快;电极对极差稳定时间不大于2 h,稳定后的极差不大于0.1 mV,自噪声水平在1 Hz下处于2~5 nV/[KF(]Hz[KF)]之间。     

碳酸氢钠改性Ag/AgCl海洋电场电极的研制及其性能

为提高Ag/AgCl电极性能,通过在粉压型Ag/AgCl电极中添加一定含量的碳酸氢钠（NaHCO₃）发泡剂,利用电极在高温烧结成型过程中NaHCO₃会发生分解反应产生CO₂气体的性质,研制出高孔隙率的Ag/AgCl新型海洋电场电极。进一步基于综合热分析和称重法测试结果,研究NaHCO₃-Ag/AgCl电极的制备工艺参数,初步形成一套较完整的NaHCO₃-Ag/AgCl粉压型电极制备方法。NaHCO₃-Ag/AgCl电极的电化学性能与探测性能测试结果表明,添加NaHCO₃后Ag/AgCl电极的交换电流密度提高,极差稳定时间明显降低、极差变小,自噪声降低,说明所研制电极的电化学性能与探测性能较添加NaHCO₃之前均有所提高,相关高孔隙率海洋电场电极制备方法具有较好的可行性与应用前景。     

金属空气电池空气阴极的制备与性能

制备出由防水透气层、催化层和导电层组成的三相气体扩散空气电极,对其表面形貌和电化学性能进行测试。SEM结果显示空气电极整体上致密均匀,EDS分析表明C、Mn、La、Ca等元素在催化层表面均匀分布。通过极化曲线和放电曲线测试研究催化剂的含量和催化层的厚度对空气电极性能的影响。结果表明:二者都存在一个最佳值,当催化剂的质量分数为20%和催化层厚度为0.3 mm时,空气电极性能最佳。     

银-氯化银传感器的海洋电场信号检测性能

国外开发和装备了以固态银-氯化银电极为核心的电场传感器,用来检测海洋船舶极低频微弱电场信号,但是国内外对于银-氯化银传感器的海洋电场信号检测性能仅在文献中有零星提及。为此通过实验研究了银-氯化银电极自噪声、电极间极差电位及对微弱电场信号的响应性能。在海洋环境中,所选用的银-氯化银电极低频段电极自噪声性能良好,达到nV级水平,电极电位在24h内稳定在1mV左右。实验结果分析与验证试验表明:银-氯化银电极对船舶微弱低频信号响应特性良好,满足船舶海洋极低频微弱电场的探测的要求。     

石墨烯对Ag/AgCl电极水下电场探测性能的影响研究

利用石墨烯制备新型Ag/AgCl电极,开展其电化学性能及探测性能研究。通过对表面结构表征、电极极差、幅频响应、自噪声、极化曲线、吸水量和扫描振动电极等进行测试,分析石墨烯的加入及其含量对Ag/AgCl电极探测性能的影响规律。研究发现：相对于Ag/AgCl电极,石墨烯-Ag/AgCl电极极差稳定时间短、极差小、电化学性能好,适用于快速部署测量;石墨烯含量不同,对于改变Ag/AgCl电极与溶液界面接触性质有不同的作用机制：石墨烯含量为1%时主要表现在提高电极的孔隙率、增大比表面积;石墨烯含量为3%时主要表现在改善电极表面均匀性、加速溶液介质渗透。不同的作用机制是导致不同石墨烯含量Ag/AgCl电极电化学性能差异的主要原因。     

球磨-液相氧化短碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用球磨鄄液相氧化法制备了表面改性的短碳纤维(SCF),选用改性后不同尺寸的短碳纤维增环氧树脂(EP),通过挤出成型法制备短碳纤维/ 环氧树脂(SCF/ EP) 复合材料. 利用原子力显微镜(AFM)检测和接触角测定等方法研究了改性短碳纤维的表面形貌及其与环氧树脂浸润性能的变化;借助扫描电子显微镜(SEM)观察及拉伸和冲击测试等手段表征SCF/ EP 复合材料的微观组织和力学性能,分析了其增强机制。结果表明:球磨鄄液相氧化法改善了纤维与树脂的浸润性能,SCF/ EP 复合材料拉伸强度和冲击强度最大值分别达到了71.2 MPa 和27.75 kJ/ m2,比纯环氧树脂提高了103.4%和63.9%. 短碳纤维增强SCF/ EP 复合材料的机制主要有脱粘和拔出机制、裂纹偏转机制和桥联机制。     

氟橡胶包覆层对纳米铝粉性能的影响研究

氟橡胶包覆改性纳米铝粉是近年来含能材料领域的研究热点。为了获得包覆层对纳米铝粉性能的影响规律,将电爆法制备的铝粉包覆5%、10%、15%3种不同含量的氟橡胶,并引入钝化纳米铝粉进行对比研究。利用扫描电镜、透射电镜、物理吸附分析仪、X射线光电子能谱仪及同步热分析仪表征改性前后纳米铝粉的表观形貌、包覆层厚度、比表面积、表面元素价态以及热响应行为,测定活性铝含量和燃烧热。结果表明：改性纳米铝粉形貌规整、粒径分布均匀,比表面积略高于钝化纳米铝粉;氟橡胶包覆层通过化学键吸附在铝粉表面,增强了纳米铝粉的热稳定性,阻止了纳米铝粉的进一步氧化,使其活性铝含量高于自然失活的纳米铝粉,最高达到85.85%;受氟橡胶包覆层的影响,改性纳米铝粉的燃烧热高于钝化纳米铝粉。     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

碳薄膜对电极的电学与电化学性能研究

为研究碳黑掺入量对TiO2/石墨共混薄膜的电学与电化学性能的影响,采用场发射扫描电子显微镜、四探针电阻率测试仪、电化学交流阻抗图谱以及太阳能电池综合测试仪对碳薄膜的表面形貌、电学、电化学性质以及电池的光电性能进行表征测试。结果表明：碳黑的加入使碳对电极的方块电阻降低了35%;当掺入质量分数为5%的碳黑时,碳对电极的界面电荷传输电阻及光电性能达到最佳,其光电转换效率可达到Pt对电极的74%。     

含供电基团的吡啶/吡嗪类化合物硝化反应研究

以2,6-二氨基吡啶和2,6-二甲氧基吡嗪为典型底物,研究含供电基团的氮杂环芳烃吡啶/吡嗪类化合物的硝化反应。探讨不同硝化体系对2,6-二氨基吡啶和2,6-二甲氧基吡嗪硝化收率的影响,确定了适合难硝化的吡啶/吡嗪类底物的硝化体系;在此基础上主要对硝化体系中硝酸用量、反应温度、超酸比例等重要因素进行研究,得到了最优工艺条件,硝化反应收率分别提高到65%和90%以上。最后通过量子化学手段进行模拟,从电子云密度和零点能的角度分析硝化反应的难易和氮杂环芳烃活泼性的内在联系。研究结果表明：随着芳环上N原子个数的增加,C原子上的电子云密度呈下降趋势,氮杂环芳烃活泼性减弱,导致硝化反应难以进行;而供电子基团的引入,则能使环上碳原子的电子云密度增大,从而硝化反应容易进行。