Nb基添加剂对AlH_3放氢行为的影响

氢化铝(AlH_3)具有储氢量高(10.1wt%)等优点,是近年来受到广泛关注的储氢材料之一。本文采用有机合成法制备了AlH_3,并添加了铌基添加剂(Nb、NbC、Nb2O5和NbF5)对其进行改性,系统研究了铌基添加剂对AlH_3放氢性能的影响。研究结果表明,制备的AlH_3纯度较高,不含其他杂质相,起始放氢温度约为130℃,终止放氢温度约为170℃,总放氢量达8.5wt%左右;添加剂Nb和NbC对AlH_3放氢性能有明显的改善作用,起始放氢温度降低到90~95℃;Nb2O5和NbF5对AlH_3的放氢行为影响显著,手工研磨的AlH_3+Nb2O5样品后,AlH_3的起始放氢温度从130℃下降到70℃,终止放氢温度随添加量的增加而降低,手工研磨的AlH_3+1mol%NbF5样品的初始放氢温度降低到60℃,放氢终止温度为140℃。同时,本文分析讨论了铌基添加剂对AlH_3的放氢性能的影响机理。     

铝沉积还原制备蓝色二氧化钛

在光催化研究中, 提高光催化剂的催化效率, 降低催化剂成本吸引了广泛的研究兴趣。本研究通过铝沉积还原方法制备出表面铝原子修饰的蓝色二氧化钛。该蓝色二氧化钛具有一种独特的核壳结构, 纳米颗粒内部为结晶核, 外部为含有大量氧空位和一定量沉积铝原子的非晶层。在模拟太阳光照射下, 该蓝色二氧化钛表现出优异的光催化污染物降解和光电化学性能。在高真空条件下, 当蒸发的金属铝原子沉积在二氧化钛纳米颗粒上时, 可以进一步将Ti⁴⁺还原成Ti³⁺, 使得催化剂表面含有大量的氧空位等表面缺陷。此外, 适量的铝沉积在催化剂表面成为光生载流子阱, 促进光生载流子的分离和输运, 从而使得样品光催化活性增强。当沉积适量Al时, 样品TiO₂-Al_0.36表现出最为优异的光催化污染物降解性能, 在8 min内就可将甲基橙溶液完全降解, 且其光电流(1.47 mA·cm^-2)是本征二氧化钛(0.17 mA·cm^-2)的8倍以上, 展现出优异的光电化学性能。     

基于海藻制备超级电容器用三维多孔石墨烯

以海藻作为固相碳源,利用海藻对金属离子具有吸附性能的特点,在未进行生物质材料改性的条件下,实现海藻生物质材料对催化剂金属离子的均匀吸附.本文结合原位高温金属催化和化学活化的方法制备三维多孔石墨烯,并研究了其作为超级电容器电极材料的电化学性能.通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱、氮气吸附等手段对三维多孔石墨烯的形貌与结构进行表征分析.研究结果表明,制备的三维多孔石墨烯具有片层状三维网络结构,且片层较薄,并具有较高的石墨化程度,其比表面积达到1 700 m~2/g,孔径分布主要在2~10 nm.以该三维多孔石墨烯材料作为超级电容器电极材料,进行电化学性能表征,发现在较低的电压扫速下得到的比电容量为90 F/g,同时,该材料还具有较高的能量密度和功率密度.以海藻为固相碳源制备得到的三维多孔石墨烯材料在超级电容器领域具有一定的应用前景.     

石墨烯负载团簇结构CoFe2O4及其电化学储锂性

以氧化石墨为碳前驱体, 利用含氧官能团与金属离子的价键结合, 一步水热工艺同时实现石墨烯的制备及均匀负载团簇结构CoFe₂O₄。微观形貌显示CoFe₂O₄为一次颗粒组成的团簇结构。复合材料独特的结构有助于充分发挥石墨烯高导电性、大比表面积的优势, 相比单纯的CoFe₂O₄, 该复合材料具有优异的倍率特性和循环稳定性。石墨烯的高导电性提升了复合材料的整体导电和导锂特性。同时, 独特的团簇结构及石墨烯的限制作用抑制了活性纳米颗粒在充放电过程中的体积变化, 提高了活性材料的稳定性。     

Si-LiH(LiBH4)复合物的水解制氢性能

作为低成本高容量水解制氢材料,Si材料受到广泛关注,但由于产氢量少和速度慢,使其应用受限。为改进Si的产氢性能,采用球磨方法制备了Si-LiH(LiBH_4)复合物,并在此基础上添加NiCl_2制备了三元复合物,研究了复合物的水解制氢特性。实验结果表明,在硅中添加LiH或LiBH_4可以提高复合物水解制氢的产量和初始放氢速率。在室温下水解1h,二元Si-10%molLiH复合物产氢量约为37mL/g,Si-10%molLiBH_4水解产氢容量为126mL/g,三元的Si-10%molLiH-3%mol NiCl_2复合物水解产氢容量为119mL/g,是硅单独水解产氢量的12倍。     

活性炭限域提高硼氢化锂放氢动力学和可逆储氢性能（英文）

通过熔融浸渗法将LiBH_4限域于多孔活性炭中,并研究浸渗限域对LiBH_4储氢性能的影响。氮气吸附结果表明,熔融浸渗方法能够有效将LiBH_4限域于活性炭中。该方法既能够保持活性炭骨架结构完整,又能确保限域的效果。放氢结果表明,活性炭限域LiBH_4在190°C开始放氢,该起始放氢温度比纯LiBH_4低160°C,并且在400°C时放氢容量达到13.6%。放氢后样品在6 MPa氢压和350°C下再吸氢,可逆储氢容量达到6%,而在相同条件下,纯LiBH_4几乎没有可逆储氢容量。质谱分析结果表明,放氢过程中没有乙硼烷和其他杂质气体放出。活性炭限域的LiBH_4放氢表观活化能由156.0 k J/mol降低到121.1 k J/mol,使LiBH_4放氢动力学性能得到显著改善。     

铁镍普鲁士蓝电极材料的制备及其储钠性能

用共沉淀法制备FeNiHCF粉体,改变合成温度研究其对材料储钠性能的影响。使用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)表征了材料的微观结构和形貌。用FeNiHCF和Na分别作为正负极组装钠离子半电池。使用循环伏安(CV)和恒流充放电测试手段表征样品的储钠性能,结果表明,合成温度的改变会影响材料的微观形貌和储钠性能,60℃合成的FeNiHCF初始钠含量、比容量、循环稳定性均为最佳。     

CeF3改性2LiNH2-MgH2-0.1LiBH4材料的储氢性能

采用球磨法制备了CeF3改性2LiNH2-MgH2-0.1LiBH4复合储氢材料(以下简称LiMgBNH材料),对其吸放氢性能进行了研究.结果表明,在LiMgBNH中添加6 wt％的CeF3后样品起始放氢温度约为110℃,比原始样品降低了约10℃.CeF3改性的样品在放氢过程中,出现了3个放氢峰,其中第一个放氢峰的峰值温度比未添加CeF3样品降低了约23℃,并且在140℃下CeF3改性的样品线性放氢区域的放氢速度约为原始样品的3.1倍.在温度低于180℃时,CeF3对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著.当温度高于180℃,由于Li4(BH4)(NH2)3的形成对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著,CeF3的作用减弱.CeF3改性LiMgBNH材料具有较为优异的循环吸放氢性能.分析了CeF3在LiMgBNH体系放氢过程中的作用机理.     

三维石墨烯纳米球的制备及其在锂离子电池中的应用

采用直流电弧放电法制备出一种三维石墨烯纳米球材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱和X射线衍射光谱(XRD)等测试方法对三维石墨烯纳米球的形貌和结构进行了表征和研究。通过交流阻抗(EIS)、恒流充放电和循环稳定性测试等电化学测试手段来研究三维石墨烯纳米球作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明, 在电流密度为0.05 A/g下, 三维石墨烯纳米球作为锂离子电池负极材料的首次放电容量为485.9 mAh/g, 高于炭黑作负极的放电容量(401 mAh/g); 当电流密度为1 A/g时, 三维石墨烯纳米球负极材料仍然具有185.4 mAh/g的放电容量。在电流密度分别为0.5 A/g和2.5 A/g下, 充放电循环100次以后, 三维石墨烯纳米球的比容量几乎没有衰减, 这表明三维石墨烯纳米球作为锂离子电池的负极材料比炭黑具有更大的容量, 同时具有优异的循环稳定性。