金属改性的FSM-16分子筛的合成、表征及催化性能的研究

制备了掺杂不同含量钒和铁的FSM(Folded-sheet mesoporous materials)-16分子筛,采用X粉末衍射仪(Powder X-ray Diffractometer,XRD)、红外光谱仪(Infrared Spectrometer,IR)研究了V-FSM-16和Fe-FSM-16分子筛的结构特征和表面性质,并考查了掺杂不同量金属的FSM-16分子筛对苯氧化成苯酚催化性能的影响,探求掺杂合适金属及合适量的催化剂。实验结果表明掺杂金属钒与载体物质的量比为0.077时,催化剂的催化活性最高。     

生物质炭基硫正极材料的制备及其电化学性能研究

锂硫电池因较高的理论比容量和能量密度在动力汽车和储能装置等领域具有广阔的应用前景,因此设计制备低成本和高性能的锂硫电池正极材料具有重要研究价值。以廉价易得且可再生的红薯淀粉为生物质碳源,经水热反应、高温石墨化以及碱活化等方法,得到表面富含多孔的碳材料。再将其与硫单质按不同比例混合,通过熔融扩散法制备锂硫电池正极材料。运用X射线衍射、氮气吸附、X射线光电子能谱等手段对材料的表面形貌和结构进行了表征。另外,对利用该材料组装的电池进行电化学测试,结果显示碳/硫比为1∶2时,电池具有更优良的循环及倍率等电化学性能,其在0.1 A g^-1下的初始放电容量为1 470.6 mAhg^-1,恒电流循环300圈后容量为754.6 mAhg^-1;并在3 C下的放电容量达到864.1 mAhg^-1。研究成果为自然界中生物质转化为功能性碳材料提供了一种新思路。     

磷表面包覆正极材料LiCoO2及其电化学性能研究

通过低温固相法制备了单质磷表面包覆LiCoO2超细粉体,研究了不同包覆量对LiCoO2粉体物理性能和电化学性能的影响。通过XRD、SEM研究了晶体结构、形貌等。分析表明包覆的粉体具有层状结构,表面光滑,粉体分布均匀,粒径分布在0.2~0.6μm之间。充放电循环测试表明:与LiCoO2相比,包覆磷后电压平台略有下降;当单质磷包覆量为5%时,正极材料LiCoO2的初始容量为173.3 mAh.g-1,50个循环后容量为143.2 mAh.g-1;在0.5C倍率下,正极材料LiCoO2初始容量144.0 mAh.g-1,100次循环后容量118.3 mAh.g-1,平均每次容量损失为0.18%。     

共沉淀法制备正极材料LiCoO2及其电化学性能研究

以硝酸钴、氢氧化锂为原料采用共沉淀法合成了钴酸锂超细粉体。通过XRD、SEM研究了粉体的晶体结构、形貌等,表明水相共沉淀法合成的粉体层状结构、晶体发育完善,表面光滑,粒径分布范围窄,大部分颗粒粒径在2~3μm间。充放电循环测试表明,电压平台高,在0.2 C倍率下,首次放电比容量高达189.8 mAh.g-1。电化学性能及阻抗测试表明,在4.027 V/3.829 V一对氧化还原峰,对应于Co2+/Co3+氧化还原反应。     

Mg2+掺杂对正极材料LiFePO4/C结构和电化学性能的影响

以乙酸镁为镁源,用LiOH.H2O、Fe(NO3)3.9H2O、NH4H2PO4为原料通过水溶液法制备了掺杂Mg2+的LiFePO4/C正极材料。用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)方法,研究了Mg2+掺杂对LiFePO4/C的结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,Mg2+掺杂没有改变LiFePO4橄榄石型的结构;在0.1 C(1C=170 mAh.g-1)的充放电倍率下,Mg2+掺杂使正极材料首次放电比容量从153 mAh.g-1提高到159 mAh.g-1,经20循环次后,容量无损失;电化学交流阻抗显示,掺杂后材料阻抗Rct从463.1Ω减小到322.8Ω。     

LiFePO4的电化学性能和锂离子扩散研究

采用溶胶凝胶法制得了锂离子电池正极材料LiFePO4/C。样品在0.5 C(1 C=150 mA/g)放电倍率下,40次充放电循环后的容量为153.3 mAh.g-1。对样品的元素含量进行了精确分析,结果与理论值接近。基于阻抗的两种理论模型,计算了锂离子扩散系数,样品1和样品2的锂离子扩散系数分别为1.7×10-12cm2/s和3.8×10-12cm2/s。     

溶胶-凝胶法制备锂离子二次电池正极材料LiCoO2及其电化学性能研究

以硝酸钴、氢氧化锂为原料,采用EDTA络合模板法合成了具有层状结构的LiCoO2正极材料,并采用类似的方法合成了Li1·05Co0·8Ni0·2O1·95F0·05复合材料,通过XRD、SEM分析表明该法合成的超细粉体具有完善的层状结构,颗粒表面光滑,并以此研究了不同合成温度对材料结构的影响。充放电循环性能测试表明,充放电电压平台高达3·9V,掺杂Ni、F后提高了材料的比容量。     

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。     

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。     

CuCl2—石墨层间化合物的结构及电化学性能研究

用直接反应法制备了C/CuCl2 从 6 .3- 88.2的五种不同的CuCl2 -石墨层间化合物 .X射线粉末衍射分析指出它们分别为一阶、一二混阶、二阶和高阶 (大于二阶 )石墨层间化合物 ,Ic(°A)分别为 9.4 6、9.4 6 /11.6 3、12 .0 99、15.74、18.394 °A。通过循环伏安法对一阶、一二混阶层间化合物的电化学性能进行了研究 ,并测试了作为锂电池阴极材料的电池充放电循环性能     

KNO3溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H₂O)_n]⁺,[NO₃(H₂O)_n]-和KNO₃(H₂O)_n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO₃溶液,目的在于深入理解KNO₃溶液中K⁺和 NO-₃的微观水合结构,以及K⁺-NO-₃离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO₃(H₂O)_n (n=6,8,10和12)水合团簇,K⁺第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K⁺和NO-₃主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO₃溶液中形成了直接接触K⁺-NO-₃离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO₃稀溶液中主要存在物种为水合K⁺和NO-₃,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K⁺-NO-₃离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。     

拉果错盐湖卤水蒸发过程中Li+富集行为的分子动力学模拟(英文)

采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H₂O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO₄^2-易与CO₃^2-竞争Li⁺形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li⁺的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li⁺的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。     

SiCp/Mg复合材料的制备及其阻尼特性研究

采用搅拌铸造法在真空度为200 Pa的条件下制备得到含有微量氧化物的SiCp/Mg复合材料,通过显微组织观察和动态热机械分析等对其阻尼特性进行了研究。结果表明,所制备的SiCp/Mg复合材料基体晶界处分布着附着有氧化物的网状结构,且随着SiCp含量的增加,网状结构增多,且分布更加分散。此结构增大了位错密度和晶粒界面滑移,位错脱钉和界面滑移在振动过程中耗能量增大,因此所制备的SiCp/Mg复合材料具有理想的阻尼性能。     

中国南方不同土地利用/覆被类型对气温升温的影响

基于我国南方六省国家气象台站历史气象资料、1:10万土地利用/覆被数据和NCEP再分析气温资料,通过比较气温变化在不同观测环境气象站之间的差异,分析中国南方三种主要土地利用/覆被类型对气温趋势的影响。结果显示:土地利用/覆被类型对气温趋势具有稳定的影响,建设用地的年均温、年均最高和最低气温的升温幅度均最高,耕地次之,林地最小。进一步利用再分析资料剔除区域大尺度气候背景影响后,建设用地的年均温升温趋势仍最大(0.105℃/10a),其次是耕地(0.056℃/10a),林地的升温趋势最小(-0.025℃/10a),且为负。这表明对于研究区气温的升温趋势,林地具有抑制作用,建设用地具有增强作用,且增强作用较耕地强。林地的各季节平均气温的变化幅度同样低于非林地。