钴镍掺杂锰酸锂的电化学性能研究

采用固相烧结法分别制备了钴掺杂和镍掺杂锰酸锂锂离子电池正极材料,同时制备了纯相锰酸锂进行比较.用电感耦合等离子发射光谱仪、X射线衍射仪、电子扫描电镜和电池性能测试系统对产物的组成、结构特征、微观表面形貌和恒流充放电性能进行了表征.结果表明:所制备的掺杂锰酸锂LiMn0.9 Ni0.1O2、LiMn0.9 Co0.1O2的结晶度高,无杂质相,材料颗粒的粒径均匀、表面光滑;首次放电比容量分别为114.7mAh/g和110.8mAh/g(0.5mA/cm,2.8~4.4V,vs.Li+/Li);50次循环后,放电比容量为107.2mAh/g和103.3mAh/g,50次循环比容量保持率分别达到94.1%和95.4%.     

石墨烯对不同形貌钴酸镍结构和电化学性能的影响

石墨烯由于其独特的空间结构和异质性,对金属氧化物的空间结构和结晶性具有非常明显的影响。目前关于石墨烯对钴酸镍(NiCo_2O_4)晶体结构和微观形貌影响的研究较少。通过改变沉淀剂体系,并用十二烷基磺酸钠(SDBS)作为表面活性剂分散石墨烯,用水热反应和煅烧法生成了一维和二维结构的NiCo_2O_4晶体和石墨烯的复合材料。利用SEM、TEM、XRD和氮气吸脱附测试对所制得的复合材料进行微观结构和形貌进行表征,采用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗法对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明:石墨烯含量的增加会导致NiCo_2O_4的结晶度下降,但会提高晶体材料的比表面积,对孔隙结构的影响非常明显;石墨烯还能进一步改善复合材料的内阻,但是对电容值的贡献随石墨烯含量的增加先上升后下降。     

表面活性剂对固相反应制备钴酸镍形貌影响的研究

采用醋酸镍、醋酸钴和草酸，加入不同的表面活性剂，在室温条件下进行固相化学反应，于60℃水浴恒温2d，获得前驱物；经热分析后，610℃分解．用XRD、SEM对热分解产物进行表征，获得了多种不同微观形貌的NiCo2O4复合氧化物．进行了不同聚合度和不同类型的表面活性剂对多种制备体系产物形貌影响的对比实验．实验结果表明，表面活性剂在合成过程中充当了软摸板剂，对产物形貌的构成产生了明显作用．     

NiCo_2O_4微球的制备及其电化学性能

通过简单的水热法以及后续热处理,成功合成介孔NiCo_2O_4微球。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:合成的NiCo_2O_4拥有丰富的多孔纳米针状结构,表现出较高的比表面积。由于这种三维多孔纳米结构,当NiCo_2O_4微球作为电极材料时,展现出优异的电容特性,在1A·g-1的电流密度下比电容高达1 554F·g-1,而且当电流密度增加到20A·g-1时,电容保持率为87.5%。另外,在5A·g-1的电流密度下,经过2 000次的充放电循环后,比电容仍能保持初始电容的90.4%。良好的电化学性能表明,NiCo_2O_4微球是一种理想的超级电容器电极材料。     

水热反萃法合成纳米铁酸镍及其镧掺杂的研究

以廉价的环烷酸和金属盐为原料，在180～230℃的温度下，应用简单的水热反萃法合成了7～60nm的铁酸镍№04）和65nm的掺钢铁酸镍（NiLaxFe2-xO4），其中环烷酸可以循环使用．红外光谱分析说明环烷酸在实验范围内稳定，XRD说明NiFe2O4为失晶石结构，TEM表明合成的粉末为颗粒均匀、近球形的纳米粒子，且粉末的粒径随温度、水相pH值的改变而改变．铁酸镍掺镧后粒径变大、磁性改变．     

纳米晶MnFe2O4的水热法合成及其磁性能

采用水热法制备了软磁材料MnFezO4纳米晶,借助XRD、IR、SEM和VSM对产物进行了表征,着重研究了水热条件如温度和时间等对MnFe2O4纳米晶的形成及其结构和磁性能的影响。结果表明水热温度较低时的产物晶化度和纯度低,表现出较差的磁性能,温度为120℃的产物其饱和磁化强度为15．34emu／g,剩磁比为0．08,矫顽力为8lOe,而在200℃下水热产物饱和磁化强度为51．49emu／g,剩磁比达到0．14,矫顽力为121Oe。     

中空ZnCo2O4纳米线的合成及其电化学性能分析

运用微乳液法,以醋酸盐为原料,草酸为沉淀剂,CTAB为表面活性剂,乙二醇为单一溶剂首先合成前驱体ZnCo2(C2O4)3纳米线,然后用ZnCo2(C2O4)3纳米线作为牺牲模板经过煅烧合成多孔的ZnCo2O4纳米线。用FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学性能测试,研究得到的产物的形貌结构和电化学性能。结果表明:合成了具有一维结构的尖晶石结构的ZnCo2O4纳米线,由于具有较大的比表面积和多孔性,更有利于锂离子的嵌入与脱出,其初始放电比容量达1841mAh.g-1,25次循环后容量还能达到765mAh.g-1,整体的库伦效率维持在100%左右,循环性能良好。     

湿化学法合成富锂和掺铝尖晶石型锰酸锂及其电性能的改善

采用湿化学法–后续热处理技术, 合成了尖晶石型锰酸锂正极材料Li_1.035Mn_1.965O₄ 和Li_1.035Al_0.035Mn_1.930O₄。X射线衍射(XRD)结果表明这两种材料呈现出良好的尖晶石型结构。透射电子显微镜(TEM)表明Li_1.035Al_0.035Mn_1.930O₄材料具有很好的结晶态。充放电测试表明Li_1.035Al_0.035Mn_1.930O₄材料具有优良的循环性能和倍率性能: 以0.5C充放电, 经过100次循环后放电容量保持率为96.4%, 经过4C放电后仍然能够保持0.5C放电态容量的79.6%。     

合成方法对LiMn2O4及其衍生物的晶体结构及电化学性能的影响

采用高温固相法、流变相法、溶胶-凝胶-酯化法,分别合成了LiMn2O4、LiCo0.05Mn1.95O4、LiCr0.05Mn1.95O4 9个样品.并结合XRD、SEM和电化学性能测试等手段,研究了不同合成方法对锂离子电池正极材料LiMn2O4及其衍生物的晶体结构、外观形貌和电化学性能的影响.     

含钒介孔空心球的合成

以十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和P123三种表面活性剂为共模板剂合成了含钒介孔空心球, 研究了钒含量及反应条件对空心球形成的影响. 结果表明: 当n(V)/n(Si)低于0.05时不能形成空心球, 而n(V)/n(Si)过大时, 大部分钒在材料中以氧化物形式出现, 合适的n(V)/n(Si)为0.1. 最佳反应条件为pH值5.0, 45℃反应2 h. 产物结构规整, 且对苯乙烯过氧化氢选择氧化反应有着良好的催化性能.     

氧化铟空心球的合成和光致发光性能研究

在180℃水热处理葡萄糖和铟盐的混合物,然后在空气中烧结制备了氧化铟空心球.利用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对其形貌和结构进行分析.结果表明,氧化铟空心球为多孔结构,其粒径为800～1000nm,由密堆积的纳米粒子组装而成.讨论了氧化铟空心球的形成机制和光致发光特性.     

Mn掺杂ZnO囊泡结构的制备

通过两步或三步法分别制备两层或三层结构的碳球模板,在溶液中的Zn离子和Mn离子在模板上吸附后再进行煅烧.TEM及SEM显示,煅烧后得到完全复制碳膜板结构的多层Mn掺杂ZnO囊泡.EDS显示Mn在ZnO中的掺杂含量约为1％.样品具有室温铁磁性,饱和磁化率(Ms)及矫顽磁场(Hc)分别为0.032A·m²/kg及0.781kA/m.这种Mn掺杂ZnO纳米囊泡结构使新奇的囊泡结构和ZnO的磁性性能得到了完美的结合.     

NiCo2S4/CNTs复合材料的制备及电化学性能

采用一步水热法合成NiCo2S4和NiCo2S4/CNTs复合材料,通过进行XPS、XRD以及SEM对NiCo2S4、NiCo2S4/CNTs复合材料进行物理表征,采用三电极测试体系在电化学工作站上进行电化学测试。测试结果表明：通过掺杂CNTs改变了NiCo2S4的形貌结构,NiCo2S4在1 A/g电流密度下,比电容可以达到830 F/g,在10 A/g的大电流密度下,比电容保持率仅为78.3%;而NiCo2S4/CNTs复合材料在10 A/g下的比电容保持率可达到78.6%,并且在3 A/g电流密度下循环1000次,比电容保持率高达98.2%。     

不同形貌纳米NiCo2O4的研究进展

纳米NiCo₂O₄因其独特的理化性能已广泛应用于能源储存与转换, 尤其是超级电容器领域。鉴于纳米材料的形貌对其性能的重要影响, 本文综述了不同形貌(纳米针、纳米线、纳米管、纳米片、球状、纳米花、珊瑚状及三维复合结构)纳米NiCo₂O₄的合成方法及其在相关领域的应用, 叙述了各种制备方法的基本原理、特点以及对纳米NiCo₂O₄形貌的调控规律。同时, 简要说明了材料形貌与尺寸对其性能影响的机理及规律。最后, 展望了纳米NiCo₂O₄在能源储存与转换领域中未来的发展方向。     

有机-无机氧化硅空心球的合成及VOCs吸附应用

介孔有机-无机复合氧化硅空心球(MOSs)在碱性条件下以反向胶束为模板经过正硅酸乙酯(TEOS)和1,2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)共缩合被成功合成, 并通过不同手段对样品的结构和性能进行表征。MOSs用于去除挥发性有机物(VOCs), 研究其对水蒸气、正己烷、甲苯和92#汽油的静态吸附性能, 并以商业硅胶(SG)和活性炭(AC)为参考。实验结果发现, 初始BTSE/(BTSE+TEOS) 摩尔比为10%时, (MOS-10%)的样品具有均匀的中空介观结构和最大的VOCs吸附容量(1.28 g·g^-1正己烷, 1.25 g·g^-1甲苯和1.14 g·g^-1 92#汽油), 静态水蒸气吸附量最小(0.630 g·g^-1)。通过穿透曲线评估单一组分VOC(正己烷或甲苯)在MOS-10%上的动态吸附行为, 动态正己烷和甲苯吸附结果以及高湿度条件下的正己烷吸附性能表明, 与商业吸附剂相比, MOS-10%具有最佳的穿透时间、吸附能力和疏水性。对于二元组分同时吸附(正己烷和甲苯), MOS-10%的正己烷吸附性能优于甲苯。介孔有机-无机复合氧化硅空心球的动态VOCs吸附容量较大归因于有机基团、表面积和孔体积的共同作用。MOSs的VOCs去除能力强和可回收性优良, 显示出巨大的VOCs捕获潜力。