二氧化钛(Ti O2)作为有前景的钠离子电池负极材料,具有良好的循环稳定性,但由于其导电率较低,而导致容量和倍率性能不佳限制了其实际应用.本文采用喷雾干燥技术制备了氧化石墨烯/纳米Ti O2复合材料(GO/Ti O2),通过热处理获得还原氧化石...二氧化钛(Ti O2)作为有前景的钠离子电池负极材料,具有良好的循环稳定性,但由于其导电率较低,而导致容量和倍率性能不佳限制了其实际应用.本文采用喷雾干燥技术制备了氧化石墨烯/纳米Ti O2复合材料(GO/Ti O2),通过热处理获得还原氧化石墨烯/Ti O2复合材料(RGO/Ti O2).电化学测试结果表明,还原氧化石墨烯改性的RGO/Ti O2复合材料的电化学性能得到显著提升,RGO含量为4.0%(w)的RGO/Ti O2复合材料在各种电流密度下的可逆容量分别为183.7 m Ah?g-1(20 m A?g-1),153.7 m Ah?g-1(100 m A?g-1)和114.4 m Ah?g-1(600m A?g-1),而纯Ti O2的比容量仅为93.6 m Ah?g-1(20 m A?g-1),69.6 m Ah?g-1(100 m A?g-1)和26.5 m Ah?g-1(600m A?g-1).4.0%(w)RGO/Ti O2复合材料体现了良好的循环稳定性,在100 m A?g-1电流密度下充放电循环350个周期后,比容量仍然保持146.7 m Ah?g-1.同等条件下,纯Ti O2电极比容量只有68.8 m Ah?g-1.RGO包覆改性极大提高了Ti O2在钠离子电池中的电化学嵌钠/脱钠性能.RGO包覆改性技术在改进钠离子电池材料性能中将有很好的应用前景.展开更多
甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点,利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式。甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用,但由于反应温度较高(250~300℃),存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效...甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点,利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式。甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用,但由于反应温度较高(250~300℃),存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效率较低等问题。低温甲醇水重整(LT-Methanol Water Reforming,LT-MWR)包括低温甲醇水蒸气重整(LT-MSR)与液相甲醇水重整(Aqueous-phase Reforming of Methanol,APRM),反应通常在200℃以下进行,同时保持较高的反应活性,进而能够减少预热时间、减弱副反应发生,且能与燃料电池实现更强的热耦合。本工作首先介绍了商用催化剂优异的性能与存在的缺陷,然后对低温甲醇水重整制氢催化剂,诸如Cu基催化剂、贵金属催化剂与光协同催化剂的研究进展进行了回顾。归纳了低温铜基催化剂的改性策略,包括合成方法、结构设计与元素掺杂。对国内外商用CuZnAlO_(x)催化剂结构与性能的测试表明,其转化率高和稳定性好,存在的缺陷是价格较贵且在低温区催化活性急剧下降。Cu基催化剂活性受温度影响较大,在低温区活性很低,但通过适当的改性能够实现其应用价值,其改性策略包括合成方法、结构设计与元素掺杂。贵金属催化剂低温下活性较高,但存在价格昂贵、合成复杂等缺点。光协同催化剂则是在光照条件下进行催化重整,尚处于研究阶段。对于Cu基催化剂,合成方法的改进能够大大改善催化剂的微观混合程度与可重现性。适当的结构设计可提升催化剂的比表面积与热稳定性。元素掺杂则能够提升活性组分的分散度,修饰催化剂表面结构。三种改性策略能够有效提升Cu基催化剂低温下甲醇重整制氢的性能,在保持较高活性的同时,降低CO副产物的含量。展望了低温甲醇水重整制氢催化剂的发展前景和挑战,对催化剂的开发与应用有指导意义。要点:(1)展开更多
累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。...累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。本文利用累托石特殊的层状结构和Si-Al交替分布的特征,采用镁热技术实现了从累托石到片状多孔硅的转化。通过碳包覆制备的硅碳复合材料可逆容量可达1300 m Ah·g^(–1),同时具有良好的循环稳定性和倍率特性。证实利用累托石制备高性能硅基锂电池负极材料是可行的,为累托石的高值化综合利用提供候选途径。展开更多
采用共沉淀法制备了三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,掺杂不同比例铷进行改性,对其进行了结构表征,考察了其电化学性能.结果表明,Li0.97Rb0.03Ni0.4Co0.2Mn0.4O2样品的结晶度较好,铷掺杂起到了稳定三元材料晶体结构的作用,有效改善了材料...采用共沉淀法制备了三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,掺杂不同比例铷进行改性,对其进行了结构表征,考察了其电化学性能.结果表明,Li0.97Rb0.03Ni0.4Co0.2Mn0.4O2样品的结晶度较好,铷掺杂起到了稳定三元材料晶体结构的作用,有效改善了材料的电化学性能,5C倍率下放电比容量达130 m A×h/g.展开更多
锂硫(Li-S)电池具有比锂离子电池更高的能量密度,是近10年来的研究热点,但目前锂硫电池的循环性能和倍率性能远远不能满足人们的需求。在本研究中,二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(DTFEC)作为一种电解液添加剂应用到锂硫电池中,以提高电池的...锂硫(Li-S)电池具有比锂离子电池更高的能量密度,是近10年来的研究热点,但目前锂硫电池的循环性能和倍率性能远远不能满足人们的需求。在本研究中,二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(DTFEC)作为一种电解液添加剂应用到锂硫电池中,以提高电池的电化学性能,并对DTFEC的添加量进行了筛选和优化。结果表明,DTFEC的添加量对电池性能有很大的影响,当添加体积分数为5%时,复合硫正极材料(S@p PAN)表现出最佳的循环稳定性和倍率性能。室温条件下进行充放电测试,在1C的充放电电流下,锂硫电池在循环200圈后容量保持率比常规电解液约高20%;在7C的大倍率充放电电流下,依然可以得到1246.3 m A·h/g的可逆比容量。以上结果表明,DTFEC可以有效提高锂硫电池的电化学性能,是一种适合用于锂硫电池电解液体系的添加剂。展开更多
文摘二氧化钛(Ti O2)作为有前景的钠离子电池负极材料,具有良好的循环稳定性,但由于其导电率较低,而导致容量和倍率性能不佳限制了其实际应用.本文采用喷雾干燥技术制备了氧化石墨烯/纳米Ti O2复合材料(GO/Ti O2),通过热处理获得还原氧化石墨烯/Ti O2复合材料(RGO/Ti O2).电化学测试结果表明,还原氧化石墨烯改性的RGO/Ti O2复合材料的电化学性能得到显著提升,RGO含量为4.0%(w)的RGO/Ti O2复合材料在各种电流密度下的可逆容量分别为183.7 m Ah?g-1(20 m A?g-1),153.7 m Ah?g-1(100 m A?g-1)和114.4 m Ah?g-1(600m A?g-1),而纯Ti O2的比容量仅为93.6 m Ah?g-1(20 m A?g-1),69.6 m Ah?g-1(100 m A?g-1)和26.5 m Ah?g-1(600m A?g-1).4.0%(w)RGO/Ti O2复合材料体现了良好的循环稳定性,在100 m A?g-1电流密度下充放电循环350个周期后,比容量仍然保持146.7 m Ah?g-1.同等条件下,纯Ti O2电极比容量只有68.8 m Ah?g-1.RGO包覆改性极大提高了Ti O2在钠离子电池中的电化学嵌钠/脱钠性能.RGO包覆改性技术在改进钠离子电池材料性能中将有很好的应用前景.
文摘甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点,利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式。甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用,但由于反应温度较高(250~300℃),存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效率较低等问题。低温甲醇水重整(LT-Methanol Water Reforming,LT-MWR)包括低温甲醇水蒸气重整(LT-MSR)与液相甲醇水重整(Aqueous-phase Reforming of Methanol,APRM),反应通常在200℃以下进行,同时保持较高的反应活性,进而能够减少预热时间、减弱副反应发生,且能与燃料电池实现更强的热耦合。本工作首先介绍了商用催化剂优异的性能与存在的缺陷,然后对低温甲醇水重整制氢催化剂,诸如Cu基催化剂、贵金属催化剂与光协同催化剂的研究进展进行了回顾。归纳了低温铜基催化剂的改性策略,包括合成方法、结构设计与元素掺杂。对国内外商用CuZnAlO_(x)催化剂结构与性能的测试表明,其转化率高和稳定性好,存在的缺陷是价格较贵且在低温区催化活性急剧下降。Cu基催化剂活性受温度影响较大,在低温区活性很低,但通过适当的改性能够实现其应用价值,其改性策略包括合成方法、结构设计与元素掺杂。贵金属催化剂低温下活性较高,但存在价格昂贵、合成复杂等缺点。光协同催化剂则是在光照条件下进行催化重整,尚处于研究阶段。对于Cu基催化剂,合成方法的改进能够大大改善催化剂的微观混合程度与可重现性。适当的结构设计可提升催化剂的比表面积与热稳定性。元素掺杂则能够提升活性组分的分散度,修饰催化剂表面结构。三种改性策略能够有效提升Cu基催化剂低温下甲醇重整制氢的性能,在保持较高活性的同时,降低CO副产物的含量。展望了低温甲醇水重整制氢催化剂的发展前景和挑战,对催化剂的开发与应用有指导意义。要点:(1)
文摘累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。本文利用累托石特殊的层状结构和Si-Al交替分布的特征,采用镁热技术实现了从累托石到片状多孔硅的转化。通过碳包覆制备的硅碳复合材料可逆容量可达1300 m Ah·g^(–1),同时具有良好的循环稳定性和倍率特性。证实利用累托石制备高性能硅基锂电池负极材料是可行的,为累托石的高值化综合利用提供候选途径。
文摘采用共沉淀法制备了三元材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2,掺杂不同比例铷进行改性,对其进行了结构表征,考察了其电化学性能.结果表明,Li0.97Rb0.03Ni0.4Co0.2Mn0.4O2样品的结晶度较好,铷掺杂起到了稳定三元材料晶体结构的作用,有效改善了材料的电化学性能,5C倍率下放电比容量达130 m A×h/g.
文摘锂硫(Li-S)电池具有比锂离子电池更高的能量密度,是近10年来的研究热点,但目前锂硫电池的循环性能和倍率性能远远不能满足人们的需求。在本研究中,二(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯(DTFEC)作为一种电解液添加剂应用到锂硫电池中,以提高电池的电化学性能,并对DTFEC的添加量进行了筛选和优化。结果表明,DTFEC的添加量对电池性能有很大的影响,当添加体积分数为5%时,复合硫正极材料(S@p PAN)表现出最佳的循环稳定性和倍率性能。室温条件下进行充放电测试,在1C的充放电电流下,锂硫电池在循环200圈后容量保持率比常规电解液约高20%;在7C的大倍率充放电电流下,依然可以得到1246.3 m A·h/g的可逆比容量。以上结果表明,DTFEC可以有效提高锂硫电池的电化学性能,是一种适合用于锂硫电池电解液体系的添加剂。
