Mn2+在玻碳电极上的阳极氧化机理

采用三电极体系,以Ag/AgCl为参比电极,Ti片为辅助电极,用伏安法和电化学阻抗谱(EIS)研究了酸性溶液中Mn2+在玻碳电极表面的氧化机理,讨论了扫描速度、温度、酸度等对Mn2+氧化电位及电流的影响。结果表明,常温下控制Mn2+和H2SO4浓度,阳极反应为Mn2+→Mn OOH。当温度升高时,由于阳极大量释放O2,进而发生4Mn OOH+O2→4Mn O2+2H2O反应。因此,通常Mn2+在H2SO4溶液中升温电解的主要阳极反应为,Mn2+→Mn4+→Mn(OH)4,当温度升高至70℃以上时有Mn3+生成,但Mn3+不稳定发生歧化反应生成Mn2+和Mn O2。     

层状正极材料Li[Co_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)]O_2的合成及电化学性能表征

以Co(NO3)2.6H2O、Ni(CH3COO)2.4H2O和Mn(CH3COO)2.4H2O为原料,在氩气保护下用共沉淀法制备了分散均匀的前驱体[Co1/3Ni1/3Mn1/3]C2O4.xH2O,用TG/DSC对前驱体的热分解做了表征。前驱体与碳酸锂在乙醇-水的混合体系中均匀分散,50℃下真空干燥后于500℃下预烧,将得到的混合物压片,然后在空气中于700~1 000℃下煅烧12~24 h得到三元正极材料。将得到的样品进行XRD、电池充放电循环、循环伏安等表征和测试。结果表明,700~1 000℃合成的样品有好的晶型(六方晶系,α-NaFeO2),特别是900℃下合成的正极材料有较好的晶型、高的首次充放电容量,并具有良好的电化学性能。     

Mg2+掺杂对H1.6Mn1.6O4锂离子筛吸附性能的影响

对由碱金属和过渡金属组成的阳离子骨架尖晶石结构,其碱土金属离子掺杂位点及对性能的影响一直缺乏研究。本文通过水热法合成了Mg~(2+)掺杂的尖晶石型Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4(LMMO)经脱模后,得到Mg~(2+)掺杂的尖晶石型锂离子筛H_(1.6)Mn_(1.6)O_4(HMMO)。样品表征结果表明LMMO、HMMO及吸附之后的样品(r-LMMO)均呈现尖晶石结构。相同实验条件下,HMMO对锂的吸附容量为25.6 mg/g (未掺杂为25.8 mg/g),抗溶损研究发现r-LMMO溶损率为4.4%(未掺杂为5.4%)。在保持较高吸附容量条件下,掺杂显著提高其结构稳定性。Langmuir和pseudo-second-order模型能够很好的拟合HMMO对Li~+的吸附过程,DFT计算结果表明Mg~(2+)替换了16d位置的部分Li~+,使得Mg-O键强于Li-O键从而增强了吸附剂的结构稳定性。     

5V正极材料LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4的制备及电化学性能研究

采用溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法和固相法制备了LiNi0.5Mn1.5O4,XRD图谱表明由溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法得到纯相的LiNi0.5Mn1.5O4,而用固相法制成的LiNi0.5Mn1.5O4中含杂相物质。采用恒流充放电和倍率放电等分析方法对LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池进行测试。结果表明溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备的样品所组装电池放电容量较高,工作电压较高,循环稳定性较好,且倍率性能优良。     

LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2的合成及其表征

以共沉淀氢氧化物Mi1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和Li2CO3为原料合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.用XRD、SEM和电化学性能测试对材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征.试验结果表明,850 ℃烧结20 h所合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品的层状结构明显,颗粒形貌清晰,其首次放电容量达到143.8 mAhg-1,循环40次的平均容量衰减为0.72%/次,循环性能较好.循环伏安实验表明,该材料在3.9 V附近出现了一对对称性好的氧化还原峰.     

球形MnO2·0.5H2O提锂性能及其机理研究

考察了形貌对尖晶石型锂离子筛吸附剂MnO₂·0.5H₂O吸附性能的影响。实验证明,反应物Mn₂O₃的形貌在很大程度上决定了前驱体及其吸附剂的形貌。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和N₂吸附—解吸等温线等对样品进行了表征。表征和吸附实验结果表明,与立方形锂离子筛相比,球形锂离子筛具有较高的吸附容量(42.46 mg/g),同时对溶液中的Li⁺具有较高的选择性。表面脱质子和离子交换过程的共同作用增强了离子筛型吸附剂的提锂Li⁺性能。此外,本文对Li1.6Mn1.6O₄与MnO₂·0.5H₂O的吸附—解吸机理进行了解释。     

不同Ni原料对固相法合成MnCoNiO固溶体的反应机理影响研究

以Mn、Co、Ni的无机盐为反应原料,采用固相法制备粉体材料Mn1.8Co0.2NiO4。利用XRD、差热-热失重表征了粉体的晶相及晶型的转化。实验结果表明,不同的Ni原料均可以合成具有单一尖晶石结构的金属氧化物,其中间的反应过程存在差异,差异是由固相反应的拓扑学特征决定的。     

六元体系Li-Na-K-Mg-Cl-SO4-H2O多温相平衡预测

采用基于扩展UNIQUAC模型的AQSOL027软件针对水盐体系Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O的六个五元子体系进行相平衡理论计算,首次报道了多个五元子体系在多个温度条件下的相图,将计算相图与已有实验相图以及基于其它热力学模型的计算相图进行了比较。结果表明:AQSOL027在相图计算中具有较好的准确性和可靠性。AQSOL027是一款基于Excel、用于计算复杂多温水—盐体系Li-Na-K-Mg-Ca-H-Cl-(HSO_4/SO_4)-(CO_2/HCO_3/CO_3)-(H_3BO_3/B_4O_7/BO_2)-OH-H_2O的计算机软件,集成了扩展UNIQUAC模型和相平衡算法,该软件可结合SysCAD和Aspen过程模拟器,实现盐田工艺过程的计算机辅助设计。     

紫外辐照条件下二维填料对聚丙烯耐老化行为的影响

采用水热法合成了二维层状材料——镁镍铁水滑石(MgNiFe-LDH),考察不同水热时间和水热温度对MgNiFe-LDH合成的影响,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热分析(TG/DTG)等测试方法,对样品的结构、形貌及热性能进行表征。将合成的MgNiFe-LDH添加至聚丙烯(PP)制备MgNiFe-LDH/PP复合材料,通过对材料加速老化测其力学性能,研究了添加MgNiFe-LDH前后材料机械性能变化。结果表明,当Mg~(2+):Ni~(2+):Fe~(3+)=2∶1∶1,水热温度140℃、水热时间24 h时,合成的MgNiFe-LDH为片状,形貌较为规整,颗粒粒径约为2μm。MgNiFe-LDH/PP复合材料经加速老化后,填充MgNiFe-LDH复合材料的抗老化性能优于纯PP,当MgNiFe-LDH的填充量为6 wt%复合材料拉伸强度不变,可明显提高PP的抗老化性能。     

掺杂锡的纳米二氧化钛的合成、表征及光催化性能

以Ti(OC4H9)4和SnCl4.5H2O为原料,乙醇为溶剂,离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([Bmim][BF4])为表面活性剂,12%的氨水为沉淀剂,采用共沉淀法合成了不同形态的掺杂锡的二氧化钛。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、同步热分析仪(TG-DSC)、紫外—可见吸收光谱仪(UV-Vis)、比表面积孔隙度分析仪(BET)和能量色散X射线光谱仪(EDS)表征所合成材料的结构、形貌、热稳定性、光学性能、比表面积。Sn掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO2的吸收带边相比,Sn掺杂TiO2的吸收带边分别红移了约35 nm,从而提高了光催化降解甲基橙的活性。为了评估产品的光催化性能,进行了掺杂锡的纳米二氧化钛对甲基橙的光催化降解实验,实验结果表明在2 mL离子液体中合成掺杂锡为7%的纳米二氧化钛对甲基橙的光降解具有最好的催化作用。光照90 min对甲基橙的降解率就达到了97%以上,大幅度提高了TiO2的可见光催化活性,这是因为有效抑制了光生电子和空穴的复合,也明显降低了TiO2的禁带宽度。     

Li_2S─B_2O_3体系玻璃基团结构表征

本文利用高温路融反应及液氮淬冷技术制Li2S─B2O_3体系玻璃采用。IR、Raman振动光谱方法对玻璃的基团结构进行了表征并讨论了基团结构随组成的变化对玻璃稳定性能的影响。实验发现．随Li2S含量增加．玻璃结构经历了由平面网络转变为三维网络．最终离解为孤立的小基团的变化过程。     

北京城市办公空间的行业分布及集聚特征

以北京城区6 个行政区内的594 个抽样写字楼内公司数量、规模和行业隶属为研究样本和数据,运用缓冲区分析和Ripley's K(d) 函数等空间分析方法,探讨在城市经济转型过程中, 逐渐替代制造业的办公活动行业分布与空间集聚特征。即：① 从总体来看,北京城市各行业办公活动区位选择具有明显的向心性,其就业密度与公司密度表现在以天安门为中心,以5 km、10 km、15 km为半径的缓冲区圈层结构中由内向外逐渐递减的特点;② 各行业空间分异特征显著,整体呈现“东高西低”,城市高端功能区就业吸纳能力强的特点,其分布大体呈现 3 种集聚模式,即“大分散、小集聚”模式,“大分散、大集聚”模式和“小分散、大集聚” 模式;③ 各行业空间集聚趋势类似,均呈先增后减的倒“U”型结构特征,但其空间尺度存在差异,其中,社会服务业和批发零售业的办公区位可选范围最大,金融业集聚于特定区域,区位可选范围偏小,交通运输仓储和邮政业的交通区位指向显著。     

异向性岩芯冰的反复压缩-退火实验研究

在蠕变试验机上完成了三组(6块样品)单轴反复压缩-退火实验,试验机载荷精度为1％,实验温度为-2±0.2℃。实验样品取自南极洛多姆冰帽BHQ钻孔的冰岩芯。三组试样的受压方向分别与冰岩芯的轴向平行、成45°角和垂直。试验前试样的C轴组构为单极大型或大致为单极大型,晶粒大小不一。用0.8MPa的初始轴向应力对样品进行压缩,达到10％应变后卸载退火72小时。每组实验如此反复进行6次。结果表明,在较高的温度和大载荷下,样品经反复压缩-退火,其初始组构特征消失,代之以小环状组构和细的、等粒的晶体,某些情况下发展为多极大型组构。结构和组构分析表明,新组构的形成机制主要是再结晶作用。随着压缩-退火反复进行,六块样品在组构上的差异减少,它们的流变特性趋于一致,晶粒尺寸逐渐减少而趋于一个稳定值。     

旅游干扰对五大连池药泉山土壤真菌群落结构影响

以五大连池药泉山为研究对象,研究旅游干扰对土壤真菌群落结构的影响以及真菌群落结构与土壤化学性质变化之间的响应关系。研究表明：药泉山土壤真菌数量在（0.34~2.47）×10⁶cfu/g之间,整个山体真菌群落结构组成相似性为45.30%。山顶、山腰、山脚总体之间土壤真菌多样性指数、均匀度指数和丰富度指数差异性不显著,除有机质含量外,总氮、总磷、速效磷、pH含量差异不显著。随着旅游干扰程度的增加,真菌数量有下降趋势,多样性指数（H′）呈现先降低再升高的趋势。RDA分析发现,有机质含量对真菌群落结构的分布影响相对较大,其次为总氮、总磷、速效磷、pH。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

地理综合思维的认知结构及其检验——基于高中生样本的研究

地理综合思维是解决地理问题的基本思维,其概念的界定和结构的明晰关系到地理学领域综合思维应用的规范性,也影响着地理教育领域综合思维培养方向的正确性。论文基于地理综合思维主流的要素综合、时空综合、地方综合三维分类,尝试对细分小类进行组合,形成了6种地理综合思维认知结构模型假说。以高中学生为样本,运用地理综合思维测量量表获得学生的地理综合思维水平数据,采用探索性因子分析和验证性因子分析方法,对地理综合思维的认知结构假说进行检验。结果发现结构假说与数据拟合不够理想。讨论认为要素综合、时空综合、地方综合是地理综合思维外在的形式认知结构,它们表征了地理综合思维全面、系统、动态的思维特征,而体现心理发展本质的地理综合思维内在认知结构有待进一步研究和确立。     

离子液体调控溶剂热合成TiO2纳米颗粒及紫外-可见光催化降解性能

以钛酸四丁酯(TEOS)、去离子水为原料,离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([Bmim]BF4)为表面活性剂,通过溶剂热法制备了锐钛矿相TiO2纳米颗粒。用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)对产物的晶相、形貌和光学性能进行表征。为了评估光催化活性,并以甲基橙水溶液为研究对象,在紫外光照射下分析不同照射时间下光降解效率。结果表明,离子液体、去离子水和钛酸四丁酯的体积比为1.3∶1∶1.3时,反应所得到的TiO2具有较高光催化活性,明显优于未添加离子液体的产品,这一结果可归因于其具有较大的比表面积。     

非晶态镍硼酸盐的制备和表征

由摩尔比分别为1:2和1:8的六水氯化镍和硼砂反应得到两种镍硼酸盐样品1.25NiO·B_2O_3·4.5H_2O和NiO·B_2O_3·3.1H_2O。用XRD、TG-DSC、FT-IR和Raman等实验方法对其进行表征,样品为非晶态,确定了样品中的阴离子等,并结合化学分析结果近似确定了上述两种非晶态镍硼酸盐样品的结构组成式,前者为三元复盐,结构式为Ni[B_3O_3(OH)_5]·0.5Ni[B_2O(OH)_6]·Ni(OH)_2·4H_2O,后者结构式为Ni[B_2O(OH)_6]。     

南极夏季南设得兰岛海域浮游动物群落垂直分布

浮游动物群落结构的垂直分布研究可以更好地了解其在海洋食物网物质能量循环中的作用。基于2012年1月中国第28次南极考察期间在西南极南设得兰岛海域4个站位Multinet网(200μm,0.5 m2)采集的浮游动物样品资料,运用多元统计方法对浮游动物群落垂直结构及与环境因子关系进行了分析,结果显示:浮游动物可划分为3个群落,群落1由采自上层水体(0—200 m)的样品组成,此群落平均丰度为31 782.02个·1 000 m-3,优势种为桡足类Oithona similis,Ctenocalanus citer,Oncaea curvata,Calanoides acutus,Calanus propinquus及南极大磷虾原蚤状幼体CⅠ-Ⅲ期个体;群落2主要由采自中层水(200—1 000 m)的样品构成,群落平均丰度为22 325.59个·1 000 m-3,其指示物种主要包括桡足类O.curvata,O.similis,Oithona frigida,C.citer,Aetideopsis minor,Bathycalanus bradyi,C.acutus,C.propinquus,Metridia gerlachei,介形类Alacia spp.及箭虫Eukrohnia hamata;群落3由采自较深层水(1 000—2 000 m)的样品组成,群落平均丰度为989.27个·1 000 m-3,其指示种为深水桡足类Bathycalanus bradyi。Bio-Env分析显示叶绿素a和盐度分别是对群落聚类起关键影响的单因子,水深、盐度和叶绿素a的组合则最好地解释了群落的划分。     

The use of ultra-sound in the preparation of carbonate and clay sediments for chironomid analysis

Initial investigations of Holocene carbonate sediment from Hawes Water, Northwest England, yielded lower numbers of chironomid head capsules than anticipated. Standard techniques used to prepare sediment for chironomid analysis were ineffective in breaking up the coarse crystalline sediment structure sufficiently. This led to large amounts of sediment being retained and increased sample processing times. The low yield of head capsules also meant that more sediment was needed to produce adequate numbers of head capsules for analysis. The use of ultra-sound as part of the sediment processing was investigated. This technique reduced the amount of sediment left for sorting and yielded significantly more head capsules which were of equivalent structural condition and cleaner than those produced by conventional methods. The technique was extended to clay samples where similar results were obtained although shorter treatment times are recommended. The proportion of Tanytarsini and Tanypodinae heads increased significantly in carbonate and clay samples, respectively; both sediment types showed a significant decline in the proportion of Chironomini. The results indicate that ultra-sonic preparation of samples will yield a more accurate representation of chironomid assemblages in sediments leading to greater sensitivity and reliability in analysing past environmental conditions.