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三(三甲基硅基)硼酸酯对Si-C/Li电池性能的影响
1
作者 彭龙贵 刘心毅 +2 位作者 李梦鸽 刘安妮 谭一兵 《现代化工》 北大核心 2025年第9期161-166,172,共7页
采用三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)作为电解液添加剂,研究对Si-C/Li电池电化学性能及负极界面性质的影响。结果表明,在基础电解液中添加质量分数为3%的TMSB,Si-C/Li电池在0.2 C的电流下充放电100次后,电池容量保持率提升24.7%。利用X射线... 采用三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)作为电解液添加剂,研究对Si-C/Li电池电化学性能及负极界面性质的影响。结果表明,在基础电解液中添加质量分数为3%的TMSB,Si-C/Li电池在0.2 C的电流下充放电100次后,电池容量保持率提升24.7%。利用X射线光电子能谱(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)对循环后的硅基负极进行界面表征,证实了TMSB添加剂有助于在硅基负极表面形成稳定的固体电解质界面层(SEI),抑制电解液分解,有效提升了硅基负极的界面稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅基负极材料 电解液添加剂 固体电解质界面膜 三(三甲基硅基)硼酸酯
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乳酸添加剂对水系锌离子电池性能的研究
2
作者 段晓波 周坚 +1 位作者 路碧柔 刘心毅 《现代化工》 北大核心 2025年第10期134-141,共8页
水系锌离子电池以其高的理论容量、安全性、低成本和环境友好性在未来储能设备中显示出巨大的应用前景。但是,枝晶的生长和副反应阻碍了它的进一步发展和应用。通过在2 mol/L ZnSO_(4)电解液中加入微量的乳酸(LA)来优化电解液,从而提升... 水系锌离子电池以其高的理论容量、安全性、低成本和环境友好性在未来储能设备中显示出巨大的应用前景。但是,枝晶的生长和副反应阻碍了它的进一步发展和应用。通过在2 mol/L ZnSO_(4)电解液中加入微量的乳酸(LA)来优化电解液,从而提升水系锌离子电池的性能。结果表明,乳酸分子能够吸附在锌负极表面,降低界面阻抗,从而抑制锌负极上的寄生反应。Zn‖Zn对称电池在电流密度为5 mA/cm^(2)、容量为1 mA·h/cm^(2)的情况下表现出超过2 300 h的循环稳定性。Zn‖Cu电池在电流密度为10 mA/cm^(2)、容量为1 mA·h/cm^(2)时,在4 800次循环中显示出99.93%的库仑效率。此外,在Zn‖MnO_(2)的全电池中也表现出77.73%的高容量保持率。 展开更多
关键词 水系锌离子电池 锌负极 电解液添加剂 电极界面 乳酸
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新能源汽车锂离子电池热失控研究 被引量：5
3
作者 贾丙硕 许冀阳 +1 位作者 孟妮 肖茹 《粘接》 2025年第1期134-136,140,共4页
锂离子电池作为新能源汽车的重要动力源,因其能量密度较高、循环寿命长的特点而被广泛应用,然而频繁的电池起火与热失控问题制约了电动汽车的发展,为解决锂电池热失控问题,研究电池热失控机理,对锂电池热失控的概念及机理、影响因素进... 锂离子电池作为新能源汽车的重要动力源,因其能量密度较高、循环寿命长的特点而被广泛应用,然而频繁的电池起火与热失控问题制约了电动汽车的发展,为解决锂电池热失控问题,研究电池热失控机理,对锂电池热失控的概念及机理、影响因素进行分析;阐述了热失控过程中的化学反应、热量传递机制,并通过实验和理论分析,提出了单体电池、锂电池内短路及过充状态下热失控相应的预防和控制策略;建立了数学模型计算电池温度以防热失控发生,为提高锂电池的安全性提供了理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 锂电池 热失控 热防护 安全预警 控制策略
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硼掺杂浓度对金刚石薄膜电化学高级氧化性能的影响:基于[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)探针的研究
4
作者 郑子文 翟朝峰 +3 位作者 张楚燕 胡天文 姜辛 黄楠 《中国表面工程》 北大核心 2025年第2期255-267,共13页
硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的... 硼掺杂金刚石(BDD)薄膜作为电化学高级氧化降解有机污染物的电极材料,在环境保护领域具有重要的应用价值。硼掺杂浓度是影响性能的重要因素,然而直接建立硼掺杂浓度与BDD薄膜电化学高级氧化性能关系极具挑战。以热丝化学气相沉积制备的不同硼掺杂浓度的10.16 cm(4英寸)BDD薄膜为研究对象,利用[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)氧化还原对研究BDD薄膜电化学性质,并结合电化学高级氧化降解四环素的试验结果,建立BDD薄膜电化学性质和降解性能之间的联系。研究结果表明,BDD薄膜对四环素的降解能力与电化学活性面积(ECSA)、异质电子转移动力学性质(异质电子转移常数k_(0)和电子转移电阻R_(ct))遵从相同的变化规律:BDD_(4000)>BDD_(6800)>BDD_(4700)>BDD_(3000)。在适中的硼掺杂浓度4000 ppm(10-6)条件下,BDD_(4000)薄膜由高电化学活性的金刚石(111)面和良好化学吸附能力的纳米晶金刚石构成,因而具有高k_(0)(1.95×10^(-2)cm·s^(-1))、低R_(ct)(126.6Ω)和高ECSA。这将促进BDD薄膜高效地产生羟基自由基(·OH),从而高效率降解四环素。研究结果表明,开展BDD薄膜在[Fe(CN)_(6)]^(3-/4-)中电化学性质测量,能够为迅速、简便地评估BDD薄膜电化学高级氧化性能提供参考,对选择高性能的电极材料并进一步推动其在环境保护领域的应用具有积极作用。 展开更多
关键词 热丝化学气相沉积 硼掺杂金刚石 电化学性质 异质电子转移动力学性质 电化学高级氧化
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柔性Janus超疏水电极的制备及性能
5
作者 张豪杰 丁亚茹 +2 位作者 刘让同 王晶晶 于媛媛 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第4期105-112,共8页
纺织基电极材料作为储能及智能器件的关键组成部分,其防水、透湿功能是实现材料抵御环境水浸润及高效电化学性能的重要条件。以涤纶纺织品为基底材料,负载炭黑、聚吡咯导电复合涂层,构筑了高性能柔性电极;接着在电极单侧喷涂聚二甲基硅... 纺织基电极材料作为储能及智能器件的关键组成部分,其防水、透湿功能是实现材料抵御环境水浸润及高效电化学性能的重要条件。以涤纶纺织品为基底材料,负载炭黑、聚吡咯导电复合涂层,构筑了高性能柔性电极;接着在电极单侧喷涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液,制备出柔性Janus超疏水电极。研究表明:导电涂层与超疏水涂层能够均匀地粘附在纤维表面;在浸润性测试中,电极经PDMS处理后电极表面水的接触角为151.73°,展现出超疏水性,未经PDMS处理面,液滴在1.6 s内完全浸润;在电化学性能测试中,当恒流充放电电流密度为1 mA/cm^(2)时,Janus超疏水电极的面积比电容可达1037 mF/cm^(2),经1000次弯折后容量保持率仍为98.4%,循环充放电4000次后,其面积比电容保持率高达96.6%,展现出良好的电容性能及稳定性。柔性Janus超疏水电极的制备可为高性能、低成本的柔性产品的开发奠定材料基础。 展开更多
关键词 涤纶织物 炭黑 聚吡咯 Janus超疏水 柔性电极
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氢氧化铬废渣烧结过程中六价铬的消除研究
6
作者 蔡元兴 戴雅璇 刘畅 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第8期130-133,共4页
针对氢氧化铬粉末在烧结过程中会产生六价铬,直接填埋处理会对环境产生潜在的危害。采用在烧结过程中加入还原剂,以降低Cr2O3废渣中六价铬含量。研究结果表明,一次烧结前加入还原剂的处理方法,不能使烧结产品中的六价铬含量降到理想水... 针对氢氧化铬粉末在烧结过程中会产生六价铬,直接填埋处理会对环境产生潜在的危害。采用在烧结过程中加入还原剂,以降低Cr2O3废渣中六价铬含量。研究结果表明,一次烧结前加入还原剂的处理方法,不能使烧结产品中的六价铬含量降到理想水平。在一次烧结后,再加入还原剂进行二次烧结的处理方法,可将六价铬含量降到较低的水平,对氢氧化铬烧结的环保处理过程有重要的指导意义。 展开更多
关键词 含铬废水 氢氧化铬沉淀 三氧化二铬 热分解
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电化学氮还原合成氨电解质利用现状与调控策略 被引量：1
7
作者 张晓方 甘汶 +3 位作者 纪之骄 许明 李初福 何广利 《化工进展》 北大核心 2025年第2期809-819,共11页
电化学氮还原合成氨是未来有望替代传统Haber-Bosch合成氨工艺最有潜力的前沿技术,能够实现分散式生产,并可以灵活应用可再生能源。受限于N_(2)稳定的化学性质以及催化过程中存在的竞争性析氢反应(HER),电化学氮还原合成氨效率还很低,... 电化学氮还原合成氨是未来有望替代传统Haber-Bosch合成氨工艺最有潜力的前沿技术,能够实现分散式生产,并可以灵活应用可再生能源。受限于N_(2)稳定的化学性质以及催化过程中存在的竞争性析氢反应(HER),电化学氮还原合成氨效率还很低,距离工业化还有很长的路要走。电解质环境是提高效率的有效手段之一,本文从电化学反应环境出发,综述了电解质种类、应用现状以及优化策略,对比了电解质种类对电化学氮还原合成氨效率的影响。不同电解质的效率有较大区别,但仍然无法达到工业化要求。从调控策略出发,开发高N_(2)溶解度的电解质是提高反应速率的有效手段,通过调控电解质质子浓度、深入研究催化协同的界面反应进一步抑制析氢竞争反应,将大幅提升电化学氮还原合成氨效率,推动该技术的工业化进程。 展开更多
关键词 电化学 合成氨 电解质 界面
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全固态电致变色器件研究进展 被引量：4
8
作者 张文霞 贾岩 +1 位作者 程海峰 刘东青 《材料导报》 北大核心 2025年第1期40-50,共11页
电致变色器件具有轻巧、响应速度快、可重复使用性能好、易于制备柔性器件等优点,在智能传感器、智能窗户、柔性可穿戴设备和储能设备等领域具有广泛应用。相较于易泄漏、安全性低的液态器件,全固态电致变色器件易于封装且安全性高,具... 电致变色器件具有轻巧、响应速度快、可重复使用性能好、易于制备柔性器件等优点,在智能传感器、智能窗户、柔性可穿戴设备和储能设备等领域具有广泛应用。相较于易泄漏、安全性低的液态器件,全固态电致变色器件易于封装且安全性高,具有更好的综合应用性。本文首先介绍了电致变色器件的结构,详细综述了无机与有机固态电致变色器件的性能及应用,并对比分析了两者之间的优缺点。最后,从性能瓶颈、工艺难点及产业化等角度展望全固态电致变色器件的发展应用前景。 展开更多
关键词 电致变色器件 全固态 固态电解质 智能窗
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载体对单原子电催化剂合成氨性能的影响与调控策略
9
作者 纪之骄 张晓方 +1 位作者 甘汶 薛云鹏 《化工学报》 北大核心 2025年第1期18-39,共22页
电催化氮还原制氨(e-NRR)是一种低碳绿色的氨合成方法,高效电催化剂的开发是打破e-NRR热力学限制,推动该技术走向工业化的关键。单原子催化剂原子利用率高,有望用于e-NRR并实现高的法拉第效率和氨产率,但受限于单原子的高表面能,需要选... 电催化氮还原制氨(e-NRR)是一种低碳绿色的氨合成方法,高效电催化剂的开发是打破e-NRR热力学限制,推动该技术走向工业化的关键。单原子催化剂原子利用率高,有望用于e-NRR并实现高的法拉第效率和氨产率,但受限于单原子的高表面能,需要选择合适的载体以稳定单原子位点,并利用载体-金属强相互作用(SMSI)进一步提高催化活性。以e-NRR机理为基础,系统总结了单原子催化剂的合成与表征方法以及不同载体负载的单原子催化剂在e-NRR中的应用,归纳了单原子催化剂的优化与调控策略,分析了单原子催化剂在e-NRR领域的发展趋势。研究发现碳基材料负载的单原子催化剂应用最为广泛,而以氧化物、硫族化合物、MXenes为载体的单原子催化剂以及单原子合金催化剂在e-NRR领域的研究更多停留在理论,具有广阔的研发空间。在载体中构建缺陷以增强SMSI,或构建双单原子以实现协同催化是进一步提高e-NRR性能的有效策略。 展开更多
关键词 电化学 催化剂 合成氨 载体 单原子 载体-金属强相互作用
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MXene基单原子催化剂M-Ti_(2)CO_(2)(M=Cu、Fe、Co、Ni)应用于CO_(2)电还原制备甲醇的理论预测
10
作者 邹鑫尧 杨重庆 +3 位作者 刘思敏 李昂 朱磊 黄震 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期883-894,共12页
单原子催化剂由于其原子利用率高、催化活性高、原料成本低的独特优势,在催化领域已受到广泛关注和研究。而MXene材料作为一类新兴的二维材料,其丰富的表面官能团有利于锚定单原子,自身优异的导电性也使得MXene基单原子催化剂成为极具... 单原子催化剂由于其原子利用率高、催化活性高、原料成本低的独特优势,在催化领域已受到广泛关注和研究。而MXene材料作为一类新兴的二维材料,其丰富的表面官能团有利于锚定单原子,自身优异的导电性也使得MXene基单原子催化剂成为极具潜力的一类电催化剂。本工作基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT),探究了MXene基单原子催化剂应用于可再生甲醇燃料电还原制备中的潜在可能性。以单层Ti_(2)CO_(2)二维材料作为载体,负载过渡金属Cu、Fe、Co及Ni单原子,计算反应中间体的吸附能,分析反应路径的热力学倾向,从而预测MXene基单原子催化剂的反应活性与产物选择性。理论计算表明,负载Cu单原子的Cu-Ti_(2)CO_(2)催化剂具有较高的甲醇产物反应活性与选择性,理论限制电位仅为-0.46 V,是有潜力的制备甲醇燃料的电催化剂之一。 展开更多
关键词 单原子催化剂 MXene CO_(2)电催化还原 甲醇燃料 密度泛函理论
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CoS纳米片自支撑电极的制备及水分解性能
11
作者 王庆典 孟艳芝 +4 位作者 李光振 邢苗苗 李晓茵 张德亮 牟红宇 《山东化工》 2025年第9期1-5,共5页
过渡金属硫化物因其独特的电子结构,被认为具有成为理想电解水催化剂的潜力。然而,其大都采用可溶性金属盐以及过量硫源作为前驱体,并通过液相和/或硫化技术来合成,合成过程比较繁琐且反应过程中会产生大量的含硫有毒化合物,不利于工业... 过渡金属硫化物因其独特的电子结构,被认为具有成为理想电解水催化剂的潜力。然而,其大都采用可溶性金属盐以及过量硫源作为前驱体,并通过液相和/或硫化技术来合成,合成过程比较繁琐且反应过程中会产生大量的含硫有毒化合物,不利于工业化生产且不符合绿色发展的要求。实验以溶有钴盐的绿色溶剂-低共熔溶剂(DESs)作为电解液,在碳布基底上采用简单的一步电沉积法制备CoS纳米片自支撑电极(CoS@CC)。制备的CoS为均匀生长在碳布表面的纳米片结构。研究表明:钴盐和硫脲的物质的量比例为1∶2、电沉积10圈时,当达到10 mA/cm^(2)的电流密度时,CoS@CC自支撑电极的析氢和析氧过电位仅为96和310 mV。此外,在全解水测试中,仅需要1.55 V的电压即可达到10 mA/cm^(2)的电流密度。 展开更多
关键词 CoS@CC 复合材料 催化剂 自支撑电极 低共熔溶剂 制氢
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基于电化学腐蚀法的N型单晶硅制备多孔硅的实验研究
12
作者 路小彬 孙仕芬 《中阿科技论坛(中英文)》 2025年第11期113-117,共5页
微纳米级多孔硅是新型三维纳米光子晶体材料,在锂电池、储能器件、光学材料、超级电容器、生物材料及太阳能电池材料等领域具有广泛应用前景,其孔径均匀性是影响应用性能的关键指标。文章以制备孔径均匀的微纳米级多孔硅为核心目标,采... 微纳米级多孔硅是新型三维纳米光子晶体材料,在锂电池、储能器件、光学材料、超级电容器、生物材料及太阳能电池材料等领域具有广泛应用前景,其孔径均匀性是影响应用性能的关键指标。文章以制备孔径均匀的微纳米级多孔硅为核心目标,采用电化学腐蚀法开展实验研究,重点探究电流密度、HF浓度等关键工艺参数对多孔硅制备效果的影响。实验以N型单晶硅为阳极、铂片为阴极,在HF/C2H5OH/H2O混合溶液体系中进行电化学腐蚀;通过扫描电子显微镜(SEM)观察多孔硅微观形貌、X射线衍射(XRD)分析其晶体结构,完成样品表征。实验结果表明:在HF/C2H5OH/H2O混合溶液中添加3 mL氯金酸,且控制电流密度为30 mA/cm2、腐蚀时间为60 min的工艺条件,可成功制备出孔径分布均匀(2.68~5.98μm)的多孔硅层。 展开更多
关键词 多孔硅 电化学腐蚀 N型单晶硅 氢氟酸 孔径均匀性
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纳米氧化铜/石墨烯复合材料修饰电极检测对乙酰氨基苯酚
13
作者 何志芳 冯晓鑫 《化工管理》 2025年第5期52-55,65,共5页
文章采用沉淀转化法制得纳米氧化铜,后将其分散至N,N-二甲基甲酰胺,加入石墨烯利用简单超声法,将石墨烯分散到纳米氧化铜分散液中,得到纳米氧化铜/石墨烯复合材料,修饰在玻碳电极表面。利用差示脉冲伏安法进行对乙酰氨基苯酚的电化学检... 文章采用沉淀转化法制得纳米氧化铜,后将其分散至N,N-二甲基甲酰胺,加入石墨烯利用简单超声法,将石墨烯分散到纳米氧化铜分散液中,得到纳米氧化铜/石墨烯复合材料,修饰在玻碳电极表面。利用差示脉冲伏安法进行对乙酰氨基苯酚的电化学检测实验,通过分析得出,与裸电极相比,纳米氧化铜/石墨烯复合材料修饰电极大幅度提高了对乙酰氨基苯酚在电极上的电化学响应信号,在20~900μmol范围内,响应电流随对乙酰氨基苯酚浓度的增加呈线性增长,电极具有良好的重现性和稳定性。 展开更多
关键词 沉淀转化法 纳米氧化铜 石墨烯 对乙酰氨基苯酚
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碳化石油焦本征结构及储钠性能的影响因素
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作者 曲靖雯 蔡海乐 +3 位作者 宋永一 张舒冬 颜冬 马锐 《辽宁石油化工大学学报》 2025年第3期34-40,共7页
负极材料是钠离子电池的关键组成部分,而石油焦是制备钠离子电池碳基负极的重要前驱体之一。通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱系统分析了碳化温度和硫质量分数对石油焦基负极材料结构的影响,并分析了不同结构的负极材料储钠性能变... 负极材料是钠离子电池的关键组成部分,而石油焦是制备钠离子电池碳基负极的重要前驱体之一。通过X射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱系统分析了碳化温度和硫质量分数对石油焦基负极材料结构的影响,并分析了不同结构的负极材料储钠性能变化。结果表明,当碳化温度为1000℃时,负极材料的缺陷密度和层间距适中,具有优异的导电性,表现出较好的电化学性能,在50 mA/g电流密度下的放电比容量为434 mA·h/g;硫抑制了碳层重排和生长,随着石油焦硫质量分数的增加,负极材料具有较高的储钠容量和较好的循环、倍率性能,但首周库仑效率由65%降至54%,对未来的研究提出了挑战。 展开更多
关键词 石油焦 钠离子电池 碳化温度 硫质量分数
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电活性生物材料在皮肤组织工程中的应用
15
作者 陈汉坤 朱伟 《广州化工》 2025年第12期1-4,18,共5页
电活性生物材料是一种多功能生物活性材料,由于其出色的环境稳定性、导电性、经济重要性以及光学和电子性能,在不同医学领域的应用不断增长。在皮肤组织工程中,电活性生物材料通过增加电导率,促进电刺激直接作用于伤口区域,增强抗菌、... 电活性生物材料是一种多功能生物活性材料,由于其出色的环境稳定性、导电性、经济重要性以及光学和电子性能,在不同医学领域的应用不断增长。在皮肤组织工程中,电活性生物材料通过增加电导率,促进电刺激直接作用于伤口区域,增强抗菌、抗炎活性、控制药物传递从而加速伤口愈合,在医学治疗方面的极具开发前景。本文介绍了常见的导电聚合物、压电生物材料、碳基类生物材料这三类电活性生物材料的特点及其在治疗伤口护理方面的应用。从生物材料角度综述电活性生物生物材料在皮肤组织工程应用中作为敷料、组织工程支架和传感器方面的研究进展,讨论了其当前遇到的挑战和对其发展进行展望。 展开更多
关键词 电活性生物材料 皮肤组织工程 伤口愈合 生物医学
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二硫化钼电吸附铅性能研究
16
作者 于磊 黄开拓 +2 位作者 张立宝 吕家玉 关银燕 《中国资源综合利用》 2025年第9期1-7,共7页
作为一种符合绿化发展理念的脱盐技术,电容去离子(Capacitive De-ionization,CDI)技术具有节能环保的特点,在重金属分离回收方面的研究逐年增加。常用的CDI电极材料多为碳基材料,但其吸附容量低,不具备选择性。试验采用水热法制备花球... 作为一种符合绿化发展理念的脱盐技术,电容去离子(Capacitive De-ionization,CDI)技术具有节能环保的特点,在重金属分离回收方面的研究逐年增加。常用的CDI电极材料多为碳基材料,但其吸附容量低,不具备选择性。试验采用水热法制备花球状结构的二硫化钼作为CDI阴极材料,利用其富硫原子可与重金属离子发生配位反应的机制实现选择性吸附。其间通过单因素试验探究最佳操作条件和电极的循环稳定性,利用吸附动力学对吸附过程进行拟合,分析吸附机理。结果表明,在最优条件下,电极对铅离子的吸附容量为83.91mg/g,循环4次后吸附容量为初始的88.81%,重金属离子在电极材料上的吸附机理为物理吸附与化学吸附相结合。该电极在处理重金属废水方面有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 二硫化钼 电容去离子(CDI) 铅离子
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掺硼金刚石电极电化学氧化有机物的研究进展
17
作者 李鹏 孙海铭 +2 位作者 赵劲飞 廖结安 杨丙辉 《现代化工》 北大核心 2025年第8期50-55,61,共7页
详细介绍了BDD电极的结构特征、电化学氧化机理,以及其在处理有机污染物中的应用。最后分析了BDD电极在实际应用中面临的挑战,展望了BDD电极在环境治理中的应用前景,指出了未来研究方向,包括进一步优化电极性能、降低成本,以及探索新型... 详细介绍了BDD电极的结构特征、电化学氧化机理,以及其在处理有机污染物中的应用。最后分析了BDD电极在实际应用中面临的挑战,展望了BDD电极在环境治理中的应用前景,指出了未来研究方向,包括进一步优化电极性能、降低成本,以及探索新型复合系统以提高处理效率。 展开更多
关键词 掺硼金刚石(BDD)电极 阳极材料 电化学高级氧化 有机物氧化 工艺耦合
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N-MoS_(2)/N-CNTs催化反应界面的构筑及强化过氧化锂氧化还原动力学机理研究
18
作者 岳岩 李瑜 +4 位作者 周娴娴 刘晓晓 刘帅强 原沁波 刘世斌 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第4期694-705,共12页
【目的】由于锂氧电池放电产物Li_(2)O_(2)的低电子电导率导致高的充电过电势和滞后的电化学反应动力学,开发高活性的正极催化剂具有重要意义。【方法】采用水热法结合氨气退火法制备了氮掺杂二硫化钼超薄纳米片包覆氮掺杂碳纳米管的复... 【目的】由于锂氧电池放电产物Li_(2)O_(2)的低电子电导率导致高的充电过电势和滞后的电化学反应动力学,开发高活性的正极催化剂具有重要意义。【方法】采用水热法结合氨气退火法制备了氮掺杂二硫化钼超薄纳米片包覆氮掺杂碳纳米管的复合材料(N-MoS_(2)/N-CNTs)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等表征了材料形貌、表面元素状态和在锂氧电池中的电化学性能。【结果】该电极获得了高的初始充/放电容量(7909/10015 mAh·g^(-1))和较低的充电过电势,具有较高的催化活性。且在较大O_(2)传质面积下,锂氧电池性能得到进一步的改善。基于电化学反应工程,提出了锂氧电池可能的初始放电反应界面为电极/Li_(2)O_(2)界面,充电反应界面为电极/电解质/Li_(2)O_(2)界面。通过三个过电位理论阐述了N-MoS_(2)/N-CNTs正极锂氧电池的容量与倍率性能提升机制,即电化学反应过电位(ηR)的降低为浓差过电位(ηC)的提升提供了更大空间。 展开更多
关键词 N-MoS_(2)/N-CNTs Li_(2)O_(2) 锂氧电池 过电势 反应界面
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CO_(2)电还原的膜电极组件电解槽研究挑战
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作者 滕瑞 程军 +4 位作者 王家昊 李雪纯 吕洪坤 章康 侯成龙 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第10期73-86,共14页
在“双碳”战略目标背景下,积极发展碳捕集、碳利用与碳封存(CCUS)技术是实现绿色低碳可持续发展的核心路径。二氧化碳电化学还原技术作为一种极具前景的碳利用策略,能够借助清洁电力,在常温常压下将捕获的CO_(2)直接转化为具有显著经... 在“双碳”战略目标背景下,积极发展碳捕集、碳利用与碳封存(CCUS)技术是实现绿色低碳可持续发展的核心路径。二氧化碳电化学还原技术作为一种极具前景的碳利用策略,能够借助清洁电力,在常温常压下将捕获的CO_(2)直接转化为具有显著经济价值的化学品,如一氧化碳、乙烯和甲醇等。这不仅实现了CO_(2)的资源化利用,也为可再生能源的消纳提供了新途径,相较于其他碳利用技术具有显著优势。然而,当前针对CO_(2)电还原技术的研究仍主要局限于实验室规模,亟需向工业化规模推进。膜电极电解槽(MEA)作为低温二氧化碳电还原反应器之一,具有欧姆电阻低、结构紧凑和易于扩展等优点,有望实现二氧化碳电解技术的规模化应用。尽管如此,MEA电解槽在规模化进程中仍面临严峻挑战,其内部复杂的多相传输环境极易引发电极“水淹”(阴极液态水积聚)和“盐析”(阴极盐结晶析出)现象,这不仅严重损害了催化剂的长期稳定性,更显著阻碍了CO_(2)向催化剂活性位点的有效传输。此外,随着电解槽电极面积的扩大,反应物、电流密度以及产物浓度在电极平面和堆栈单元间的分布不均匀性问题更为显著。与此同时,电解槽内部的热积聚问题更为明显,这对电解系统的稳定运行造成了严重威胁。本综述从MEA电解槽CO_(2)电还原的基本工作原理出发,系统性地梳理和剖析了制约其大规模产业化发展的核心问题。本文着重论述和分析了催化剂长期耐久性问题、电解槽运行稳定性问题、从实验室规模到工业级发展的工程放大问题以及面向系统级优化的模拟问题。通过整合分析该领域的最新研究进展、本文旨在为CO_(2)电解的工业化发展提供相应参考。 展开更多
关键词 碳移除 CO_(2)电还原 膜电极 电解槽 电催化剂
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电解法制备次氯酸钠用电极材料的研究进展
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作者 王浩 李新杰 《化工进展》 北大核心 2025年第4期2172-2182,共11页
次氯酸钠(NaClO)作为一种高效廉价的消毒剂而被广泛使用。电解法是制备NaClO的便捷、有效方法,其中电极是NaClO发生器的核心部件,决定设备的析氯效率、电能消耗和工作寿命。目前,混合金属氧化物涂层钛电极(Ti/MMO)因具备优异的电催化活... 次氯酸钠(NaClO)作为一种高效廉价的消毒剂而被广泛使用。电解法是制备NaClO的便捷、有效方法,其中电极是NaClO发生器的核心部件,决定设备的析氯效率、电能消耗和工作寿命。目前,混合金属氧化物涂层钛电极(Ti/MMO)因具备优异的电催化活性、较长的工作寿命、较低的电耗等特点,已成为该类电极材料研究的热点,但由于使用了贵金属材料,制作成本仍处于高位。本文总结归纳了多种用于电解法制备NaClO的电极材料组成、性能及其发展趋势,分析了早期的尺寸稳定阳极(DSA)钝化的原因,重点讨论了电极制备工艺优化的三种途径;结合当前研究中存在的问题,展望了电极材料的发展方向,其中,涂层中金属元素的合理选择及其多元化、通过阳极原位氧化引入二氧化钛纳米管阵列(TNT)中间层以及结合水热合成法制备电极是工艺优化的关键。 展开更多
关键词 次氯酸钠 电解法 电极 析氯性能 制备工艺
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