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关键词： 原文作者   宋春   宋微   黄晓   刘云飞   物理化学   矿物加工工程专业   教学探索与实践  

摘要： 本刊于2024年第6期第106~109页刊登的《矿物加工工程专业“物理化学”课程教学探索与实践---以电化学章节的教学设计与思考为例》(doi:10.16597/***.1002154x.2024.06.025),原文作者“黄晓惠∗,刘云飞,宋微娜,赵艳红,邵景景,宋春来”更正为“黄晓惠∗,刘云夫,宋微娜,赵艳红,邵景景,宋春来”。由此给作者及读者带来的不便与误解,在此,本刊深表歉意。

关键词： La-Y-Ni系A_(2)B_(7)型储氢合金   杂多酸   表面处理  

摘要： 制备了退火态A_(2)B_(7)型La_(0.33)Y_(0.67)Ni_(3.23)Mn_(0.17)Al_(0.1)储氢合金,采用磷钨酸(H_(3)PW_(12)O_(40)),(phosphotungstic acid,TPA)水溶液对该退火合金进行浸渍处理,研究了TPA处理对合金组织结构、表面形貌、组成以及合金电化学性能的影响.结果表明:经TPA处理后的合金表面形成了腐蚀性凹坑或微孔,同时在合金表面形成了含有高氧化价态钨酸根离子的富Ni层.TPA处理可明显改善合金电极的电化学性能,当TPA质量浓度为0.1 mol/L时,合金电极的交换电流密度I_(0)最大,此时合金电极具有最大的1 C放电容量(364 mAh/g),其容量保持率S_(100)和大电流放电性能HRD_(900)分别为93.23%和81.92%,明显优于未处理合金电极的S_(100)(88.12%)和HRD 900(76.05%).TPA处理前后电极表面与电解质溶液界面处的电子转移阻抗是影响电极高倍率放电动力学性能的控制步骤.

关键词： 天然气水合物   热力学模型   相平衡   状态方程  

摘要： 精准预测天然气水合物的相平衡条件是天然气水合物防治的重要基础。该研究以统计热力学为基础,考虑气体溶解导致的水活度改变,推导总结出了4种热力学模型。以甲烷、乙烷水合物为例,收集实验数据,对比分析4种热力学模型在预测水合物相平衡时的精度,研究5种状态方程对热力学模型预测结果的影响。研究结果表明,在不同温度范围内,不同热力学模型和状态方程对天然气水合物的相平衡条件预测精度具有显著影响。在温度为273.40~290.15 K时,Chen-Guo模型利用Patel-Teja状态方程预测甲烷水合物相平衡温度方面整体优于其他热力学模型;而在温度为290.15~303.48 K,John-Holder模型预测甲烷水合物相平衡表现更优。在温度为273.68~287.6 K时,选择Chen-Guo模型、Patel-Teja状态方程预测乙烷水合物的生成条件精度最高,研究结果为提高天然气水合物相平衡条件预测精度提供了理论参考。

关键词： 旅游文化资源   中国化学会   能量转换   华夏文明   郑州大学   黄河之滨   河南省郑州市   电化学  

摘要： 由中国化学会电化学专业委员会和郑州大学联合主办,郑州大学化学学院承办的“中国化学会第三届电化学能量转换研讨会”,将于2025年4月11-13日在河南省郑州市召开。郑州是华夏文明的重要发祥地之一,地处嵩山东麓、黄河之滨,拥有丰富的旅游文化资源。

关键词： 热电池   阴极材料   复合材料   LiFePO_(4)  

摘要： LiFePO_(4)因具有高电位、热稳定好等优点被作为热电池潜在的候选阴极材料之一。通过微波水热法一步合成纳米片状LiFePO_(4),采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、X射线光电子光谱法(XPS)、热重分析(TG)对其结构和形貌进行了表征分析。并通过镍金属骨架的使用提高其导电性,缺锂相Li_(0.6)FePO_(4)的构建提高了其放电比容量。电流密度为500 mA/cm^(2)时,N-LiFePO_(4)匹配LiCl-KCl熔盐电解质时,不但能够稳定保持2.0 V左右的初始放电电压,而且其放电比容量达294.93 mAh/g;电流密度为500 mA/cm^(2)时,缺锂相N-Li_(0.6)FePO_(4)匹配LiCl-KCl熔盐电解质的放电比容量为311.29 mAh/g。这项工作为LiFePO_(4)作为高比功率阴极材料应用于热电池体系提供了新的途径。

关键词： 电化学储能   硅基负极   低温电解液   界面膜   氟化  

摘要： 在高比例纳米硅基负极的基础上设计了一种以双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)为锂盐、氟化溶剂甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、成膜剂碳酸乙烯酯(FEC)为溶剂的全氟化电解液,组装而成的锂硅电池经过常温与低温电化学性能测试以及XPS表征。结果表明:这种组合在室温(25℃)下使得硅基负极在200次循环中显示出较低的衰减和高可循环性;即使在-20℃下,具有1M LiFSI FEC/FEMC的高比例硅基负极电极仍能提供高达1423.6 mAh/g(室温比容量的57.4%)的放电比容量,在100次循环中表现出相当稳定的性能,并构建了富氟坚固的固体电解质界面膜(SEI)。

关键词： 创新能力   过氧化氢   新实验装置   数据分析方法   微观反应机制  

摘要： 以本科生的过氧化氢反应速率常数测定实验为例,引导本科生分别从实验装置改进、数据处理和微观反应机制研究等方面进行了教学创新和改革实践。与教科书中的内容相比,改进后的实验装置仅需较少的操作步骤即可获得准确性较高的数据,改进的数据分析方法便于反应速率常数的拟合,理论计算的引入明确了过氧化氢分解及碘化钾催化的微观反应机制。与本实验的传统教学相比,本科生实践并提升了主动学习、批判和创新等高阶能力。提供了通过基础物理化学实验将创新能力培养融入本科教学实践的具体案例。

关键词： 电化学传感器   镉离子检测   差分脉冲阳极溶出伏安法   铋膜   环境水样  

摘要： 本文旨在建立一种适用于环境水样Cd^(2+)离子灵敏检测的电化学分析方法。利用Nafion膜三维网状结构的优势,采用电化学沉积法,在玻碳电极(GCE)上制备Nafion复合Bi膜电极,并优化Bi(NO_(3))_(3)溶液浓度、沉积时间和Nafion液用量等参数,以获取最优的Bi膜电沉积条件。Cd^(2+)离子的电化学检测采用差分脉冲阳极溶出伏安法,并优化Cd^(2+)离子的富集电位和富集时间、电解质类型等条件。实验结果表明,电沉积Bi的最佳条件为Bi(NO_(3))_(3)浓度200 mg/L、沉积时间100 s、Nafion液用量3μL;DPV检测Ca^(2+)的最佳条件为富集时间300 s,富集电位-1.2 V,采用pH为4.5的ABS电解质溶液。在上述最佳条件下,得到DPV检测Ca^(2+)的线性范围为2~40μg/L,检出限为0.5μg/L。该电化学传感器用于分析环境水样中Cd^(2+)浓度,收回率为98.5%~112.6%,相对标准表差均小于10%;标准加入法检测实验结果表明,该检测方法测得地下水中Cd^(2+)离子含量与ICP-AES检测结果一致。该研究为开发低成本、高灵敏、高选择性的Cd(Ⅱ)离子电化学传感器提供了新方法。

关键词： 碳点(CDs)   金纳米粒子(Au NPs)   电化学发光(ECL)   分子印迹聚合物(MIP)   谷胱甘肽(GSH)  

摘要： 碳点(CDs)以其良好的光电性能和生物相容性在电化学发光(ECL)分析领域受到了极大关注,但纯CDs的发光效率较低,需掺杂其他元素来改善其性能.本文制备了一种氮铈双掺杂的碳点(N-Ce-CDs),与非掺杂和单元素掺杂CDs相比,其ECL性能得到了明显改善.将其与金纳米粒子(Au NPs)同时负载于沸石咪唑酯骨架(ZIF-L)表面,得到一种对谷胱甘肽(GSH)具有灵敏响应的ECL探针(N-Ce-CDs,Au@ZIF-L).实验中,首先在电极表面引入对GSH具有特异性识别的分子印迹聚合物(MIP),选择性吸附GSH,再与探针作用.通过GSH的巯基(-SH)与探针中Au相互作用,将探针带入电极表面,产生ECL信号,实现对GSH的选择性灵敏检测.在优化的条件下,GSH的物质的量浓度在1.0×10^(−8)~1.0×10^(−4)mol·L^(−1)范围内与ECL信号呈现良好的线性关系,检出限(LOD)为1.87 nmol·L^(−1).对人体血清样品中GSH进行检测,回收率在96.3%~104.8%之间.

关键词： 低共熔溶剂   电解   分解   锂离子电池   电化学窗口   超级电容器   电解质   极限电位  

摘要： 为了提升锂离子电池和超级电容器性能,探索含锂型低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)与常规溶剂体系的电化学稳定性,本文通过三电极循环伏安法研究了溶剂类型、摩尔分数和截止电流密度对含锂型DESs硝酸锂:N–甲基乙酰胺(N-methylacetamide,NMA)体系的影响。特别是在含锂型DESs硝酸锂:NMA+水(H2O)和+乙酸乙酯(ethyl acetate,EAC)体系中,截止电流密度±1~±5 mA/cm2时,电化学窗口数值分别改变1.177和1.980 V vs Ag/AgCl;摩尔分数在0%~90%区间变化时,电化学窗口数值分别改变2.893和2.001 V vs Ag/AgCl。结果表明,溶剂摩尔分数对阴极极限电位、阳极极限电位和电化学窗口的影响显著高于截止电流密度的影响;此外,溶剂摩尔分数、截止电流密度和溶剂类型均对本文研究的3个体系的电化学稳定性产生了显著影响。本文分析可为锂离子电池和超级电容器的设计提供重要的参考依据。