镍离子掺杂对LiFePO4结构和性能的影响

为提高LiFePO4的充放电性能,用Ni2 对LiFePO4进行掺杂.采用电化学方法测量了Li1-xNixFePO4的充放电性能,用X射线衍射和里特沃尔特方法表征了掺杂LiFePO4的晶体结构.固相反应可制备单相Li1-xNixFePO4(x=0.00、0.01、0.02、0.03、0.05和0.07,摩尔分数).研究表明:少量镍离子掺杂能有效地提高LiFePO4的比容量和循环性能,其中Li0.97Ni0.03FePO4具有更好的电化学性能,放电比容量高出LiFePO4约30mA·h/g,其主要原因是镍离子掺杂不仅改变了晶体中原子间距离和位置,引起晶胞收缩;而且增加了LiFePO4中Fe3 /Fe2 共存态的浓度,提高了材料的导电能力.     

空气中LiMn2O4的热分解动力学

为了得到LiMn2O4在空气中的分解动力学，用TG、XRD和H—E积分方程研究其分解过程．1070-1210K的分解反应为LiMn2O4(Cubic)→LiMn2O4—5(Orthorhombic) δ／2O2，过程属于成核生长控制，活化能为204．16kJ／mol．1210-1473K的分解反应为3LiMn2O4—δ(Orthorhombic)→LiMnO2 Mn3O4 Li2Mn2O4 (1—3δ／2)O2，1210-1300K内的分解过程属于成核生长控制，活化能为185．61kJ／mol，在1300-1473K内的分解过程属扩散控制，活化能为208．74kJ／mol．由H—E积分方程得到的动力学参数InA与E、logC与m间存在明显的动力学补偿效序．     

MnO2热分解制备Mn3O4的动力学研究

为了得到MnO2热分解制备Mn3O4的动力学方程,用TG/DTA和XRD研究MnO2的热分解过程。研究表明MnO2的分解是分步进行的,4MnO2=2Mn2O3 O2↑的动力学方程为G(α)=[-ln(1-α)]12(T<625℃)和G(α)=[-ln(1-α)]13(T≥625℃),表观活化能为90.239 kJ/mol;6Mn2O3=4Mn3O4 O2↑的动力学方程为G(α)=[-ln(1-α)]13,表观活化能为204.67 kJ/mol;两个过程属于晶核形成与增长控制过程。     

工程案例讨论与分析在《化学反应工程》教学中的应用

化学反应工程是化工类专业的核心专业课程,根据该课程的特点,分析了对化学反应工程课程进行改革的必要性;并在化学反应工程的教学中引入案例讨论与分析,以提高学生的学习兴趣与培养学生的工程概念,对培养出"厚基础,宽口径,重工程,强创新,有特色"的化工创新人才具有重要的意义。     

尖晶石型锰酸锂锂离子筛的合成研究

为了比较不同合成方法对锰酸锂(Li4Mn5O12)锂离子筛的结构、饱和交换容量和分离因子的影响,采用低温固相反应法和溶胶-凝胶法合成了锰酸锂锂离子筛,并用X射线衍射(XRD)表征了所得材料的结构.结果表明,低温固相反应法和溶胶-凝胶法制备的锰酸锂及其离子筛均为尖晶石结构.低温固相反应法合成的锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为16.06 mg/g(2.31 mmol/g)、分离因子αLiNa为23;溶胶-凝胶法合成的锰酸锂锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为26.39 mg/g(3.80 mmol/g),分离因子αLiNa为216,优于低温固相反应法所得锂离子筛的性能.     

球磨时间对球磨-喷雾干燥法制备LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响

采用球磨-喷雾干燥-固相反应法合成了锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒流充放电研究了原料球磨时间对合成材料结构、形貌和电化学性能影响。实验结果表明,合成材料的结晶度、颗粒球形度、放电比容量均随球磨时间增加呈先增大后减小。球磨时间为6 h时合成材料的1 C放电比容量为171 mAh/g,循环50次容量保持率为91%,具有较好的电化学性能。     

原料配比对合成一氧化锰/碳微球结构和性能的影响

以氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂为反应介质,采用沉淀法制备了锂离子电池负极材料一氧化锰/碳多孔微球,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径分析、恒电流充放电技术、电化学阻抗谱和循环伏安等手段,研究了碳酸氢铵与氯化锰物质的量比对一氧化锰/碳材料的形貌、结构及电化学性能的影响。结果表明,一氧化锰/碳材料的比表面积、孔径、孔体积、比容量、循环性能和倍率性能均随着碳酸氢铵与氯化锰物质的量比的增加而先增大后减小,碳酸氢铵与氯化锰物质的量比为2.0∶1时制备的一氧化锰/碳材料为多孔球体颗粒,粒径为0.5~2.5μm、平均孔径为11.5 nm、比表面积高达127.7 m2/g。一氧化锰/碳多孔微球材料在1C测试条件下的放电比容量为830 m A·h/g,循环50次后容量保持率接近100%,具有较高的比容量和较好的循环性能。     

自蔓延高温合成锂离子电池正极材料LiCoO2

以四氧化三钴、碳酸锂为原料,尿素为燃料,用自蔓延高温合成法制备层状正极材料LiCoO2,并考察了尿素与钴摩尔比、预制炉温、热处理温度、热处理时间及锂与钴摩尔比等工艺条件对合成产物的结构、微观形貌和电化学性能的影响.结果表明,制备LiCoO2的工艺条件为:锂与钴摩尔比1.05:1.00,尿素与钴摩尔比1:1,预制炉温和热处理800℃、热处理时间2h.所得LiCoO2的放电比容量达155mAh/g,循环10次后容量保持率为95%.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的复合改性研究

为提高LiFePO4的充放电性能,用化学沉淀法制备了金属离子和蔗糖碳复合改性的磷酸铁锂,具有很好的大电流性能,主要原因是金属离子体掺杂和表面包覆导电碳黑提高材料自身的导电能力和电极中颗粒间的导电能力.其中Li0.98Ti0.02FePO4/C在320mA/g(约2C)的比容量＞126mAh/g,充放电循环20次后放电比容量仍保持在96%以上.     

响应面优化改进硫脲法浸出炼锌渣中银的工艺

采用改进硫脲法浸出含硫铁矿炼锌渣中银,用响应面方法研究了双氧水浓度［X1/（mol·L-1）］、硝酸浓度［X2/（mol·L-1）］、硫脲浓度［X3/（mol·L-1）］和浸出温度（X4/℃）对银浸出率（Y/%）的影响,并优化了浸出工艺。银浸出率与工艺因素之间的关系符合二次模型：Y=-476.0-40.17X1+58.20X2+82.15X3+12.30X4-22.65X1X3+5.03X1X4-0.51X2X4-1.08X3X4-81.47X12-3.65X22-1.30X32- 0.11X42。双氧水浓度和硫脲浓度的一次项对浸出率的影响不显著,浸出温度的一次项、双氧水浓度和硫脲浓度的二次项对浸出率有着显著影响,硝酸初始浓度的一次项和二次项对浸出率有着高度显著影响。双氧水浓度与硫脲浓度,温度与双氧水浓度、硝酸浓度、硫脲浓度之间均存在高度显著的交互作用。模型拟合所得最优的浸出条件为：双氧水浓度为0.96 mol/L、硝酸浓度为4.12 mol/L、硫脲浓度为2.17 mol/L、浸出温度为55 ℃。此条件下,银浸出率为91.3%,接近模型预测值（92.7%）。与单因素实验相比,银浸出率提高近10%。