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关键词： 失效机理   失效标准   炭电极   有机电解液   电极-电解液界面   集流体  

摘要： 电化学双电层电容器(electrochemical double layer capacitors,EDLC)因其高功率密度,长循环寿命和快速充放电能力而备受关注。然而,EDLC的稳定性和可靠性对于实际应用具有决定性的影响。为提升稳定性和延长寿命,深入了解性能衰减与失效机理至关重要。探讨了EDLC的失效标准以及性能衰减的监测和原位电化学表征方法。通过综述EDLC失效研究的新进展,聚焦于电极材料、电解液、电极-电解液界面及集流体等核心组件,旨在揭示不同体系中的失效现象和机理。最后,展望了高稳定性EDLC的发展方向和挑战,强调新材料开发与表征方法改进,为性能优化和应用拓展提供策略。

关键词： 咪唑-席夫缓蚀剂   金属腐蚀   电化学   密度泛函理论(DFT)   分子动力学  

摘要： 为了抑制油田酸化过程对管线钢的腐蚀,合成了一种咪唑-席夫缓蚀剂(IAP),通过失重与电化学试验,研究了不同浓度的IAP缓蚀剂在15%HCl溶液中对P110钢的缓蚀性能及缓蚀机理,并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)+能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)进一步证实IAP在15%HCl中对P110钢的缓蚀机理,此外,通过理论计算从分子水平进一步阐明了缓蚀机理合理性。结果表明,IAP添加浓度为400.0 mg/L时,在15%HCl中对P110钢的失重试验缓蚀效率为97.58%,交流阻抗谱(EIS)、动电位极化(Tafel)曲线测试结果表明缓蚀效率分别为97.32%、96.76%,EIS测试结果证明了IAP在P110钢表面成膜从而发挥缓蚀作用,Tafel曲线测试结果证明了IAP是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。IAP对P110钢的吸附遵循Langmuir等温吸附方程并可自发吸附在P110钢表面。FTIR、SEM+EDS和XPS均能在P110钢表面检测到IAP所形成的保护膜。密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)证明IAP的活性位点为苯环和咪唑环,苯环可接受Fe表面多余的电子,咪唑环上N的孤电子对与Fe形成稳定的配位键,MD可进一步证明IAP可自发吸附在Fe表面。IAP缓蚀剂能够在15%HCl的腐蚀介质中发挥优异的缓蚀性能,其机理是在P110钢表面形成稳定的保护膜。

关键词： 低共熔溶剂   电化学行为   镍钴合金   电沉积  

摘要： 在80℃条件下,摩尔比为1:2的氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中,研究不同浓度Ni^(2+)的电化学行为及动力学参数。选取电位-0.93 V (***/AgCl)进行阻抗测试,发现R_(ct)随着溶液中镍离子浓度增加,呈现下降趋势。用RDE测量不同转速下的LSV曲线。采用Koutecky-Levich方程计算动力学参数得到扩散系数(D)。扩散系数随着Ni^(2+)浓度增加逐渐增大。浓度为0.08 mol/L时,扩散系数最小,为4.344×10^(-8) cm^(2)/s。以铜片为基底,沉积电位为-1.2V(***/AgCl),时间为1h,制备不同比例Ni-Co合金镀层。镀层表面均出现了球形菜花状颗粒,线性拟合后得到镍的使用效率约为70%。

关键词： 电化学钝化   304不锈钢   硝酸钠   钝化膜   铈盐   耐蚀性  

摘要： 目的以传统电化学钝化理论为基础,开发高效、环保304不锈钢电化学钝化方法,研究硝酸铈对304不锈钢电化学钝化膜耐蚀性能的影响。方法通过在1 mol/L的硝酸钠溶液中分别添加0~20 g/L的硝酸铈,利用恒电位极化,制备带有钝化膜的不锈钢样品。采用开路电位(OCP)、动电位扫描、电化学阻抗(EIS)等电化学方法,结合X射线光电子能谱(XPS)分析研究不同钝化膜的耐蚀性能和钝化膜的组成。结果当硝酸铈质量浓度为15 g/L时,不锈钢的开路电位达到最大值0.189 V,此时的自腐蚀电位最大,为-0.24 V,自腐蚀电流密度最小,为3.61×10^(-5) mA/cm^(2),阻抗值也最大,为2.48×10^(6)Ω·cm^(2)。XPS分析结果表明,加入15 g/L硝酸铈时,不锈钢钝化膜中,Cr的氧化物含量增加,同时也发现了Ce的氧化物的存在。结论以硝酸钠溶液为电解质溶液,对304不锈钢进行电化学钝化时,向硝酸钠溶液添加适量硝酸铈可以拓宽钝化膜中铬的传输通道,使钝化膜中铬的分布均匀化、钝化膜致密化。

关键词： 锂离子电池   析锂检测   电化学阻抗谱  

摘要： 寿命和安全是锂离子电池规模化应用的核心挑战,而析锂是电池寿命加速衰减和热失控等安全问题的重要诱因,因此析锂检测始终是电池领域的研究重点。电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)是一种无损原位的电化学分析方法,可揭示电池内部不同时间尺度的电极动力学过程,包括电荷转移反应、界面演化和传质过程等受析锂影响的过程,因此能够作为一种析锂检测手段。总结了近年来基于EIS的析锂检测方法,包括:静态EIS法、动态EIS法和电流中断法,综述了三类方法的原理、优势及不足,并对上述方法的应用前景进行了展望。

关键词： 电化学   氧化交叉偶联   C-H键   X-H键  

摘要： C-H/R-H氧化交叉偶联由于其原子经济性高、效率高的特点,近年来收到越来越多的有机合成工作者的关注,成为有机合成化学中重要的一部分。通过电化学的手段实现C-H键和X-H键的氧化交叉偶联构建C-C键或者C-X键不需要外加的氧化剂,反应了更加绿色,有利于我国可持续发展战略的实施。由于电诱导C-H/X-H键的氧化偶联在有机合成领域中的重要影响,本文综述了近年来电诱导C-H/X-H氧化偶联的报道,我们希望这样能促进电化学有机合成在未来的发展。

关键词： 厌氧发酵   挥发性脂肪酸   厨余垃圾   碳源   脱氮  

摘要： 针对污水处理碳源需求量大与厨余垃圾处理成本高的实际需求,发展了利用厨余垃圾发酵液中小分子有机酸制备生物基绿色碳源工艺,创新了“以废治污”的水固协同治理模式,为城市减污降碳、协同增效目标提供可推广的绿色技术范式。从厨余垃圾制碳源工艺、水解酸化核心技术和碳源产品应用等方面总结了近年的研究进展;结合代谢工程、电化学、导电纳米材料、机器学习等研究热点,追踪了厨余垃圾等有机固废的水解酸化技术前沿;简析了我国厨余垃圾碳源行业存在的现实问题,并提出了相关发展建议。研究结果可为了解厨余垃圾制碳源工艺和开发新兴的高效产酸技术提供基础与借鉴。

关键词： 细菌腐蚀   电化学研究   X65   水介质  

摘要： 硫酸盐还原菌(SRB)是诱导微生物腐蚀(MIC)的主要微生物之一,为了探索不同水介质中不同SRB含量对X65挂片的影响,从电化学层面揭示其腐蚀机理。本文分别采用海水和生产水进行了系统的模拟研究,并进行了荧光图分析、pH分析、电化学分析及扫描电镜分析等工作。电化学腐蚀规律研究表明,有菌条件下的腐蚀电流密度显著大于无菌条件下的腐蚀电流密度,说明细菌促进了腐蚀。细菌的存在降低了腐蚀产物膜的电阻,加速腐蚀的阴极和阳极反应过程。

关键词： 物理化学实验   科教融合   教学改革   创新能力  

摘要： 阐述了科教融合对化工专业本科生创新能力培养的必要性,针对现阶段物理化学实验教学模式存在的问题,开展加强以“科”导“教”,用科研提升教学;以“教”助“科”,教学为科研夯实基础;优化教学评估,提升科研兴趣;奖励科研成果,提高课程影响力,反哺物理化学实验教学等四个方面的改革措施。以2021级化工专业学生为对象来实施,结果发现,在新的科教融合的教学模式下,学生的成绩和科研能力都得到显著提高,培养了学生的创新能力和科学素养。

关键词： 大田软海绵酸   免电极修饰   适配体   电化学  

摘要： 结合静电作用原理,建立了一种免电极修饰的电化学适配体传感法用于大田软海绵酸(okadaicacid,OA)的检测。首先将核酸适配体与标记信号分子的DNA杂交成双链探针,OA能与适配体特异性结合,诱发DNA探针解离释放出含信号分子的短序列DNA,导致探针分子与带电电极之间静电排斥力减弱,引起电化学信号增强,从而建立检测OA的新方法。在最优条件下,传感器在0.05~5.0 ng/mL的OA浓度之间呈现良好的线性范围,检出限为0.042 ng/mL。将该方法应用于贝类样品的加标检测,获得较好结果。