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关键词： 锂离子电池   三维耦合模型   扩散诱导应力   热应力   应力分布  

摘要： 锂离子电池工作过程中产生的扩散诱导应力和热应力,会导致电池内部发生多种形式的力学损伤,进而导致电池容量减少和寿命缩短,准确获取锂离子电池应力分布和演变情况对研究电池老化机制至关重要。因此亟须研究一种能够获取锂离子电池工作过程中内部应力分布及演化的方法,以揭示应力对其寿命的影响,进一步提高设计和优化的效率。该文首先研究锂离子电池电化学、热、力的多物理场耦合机制,建立锂离子电池电化学-热-应力三维耦合模型;其次搭建锂离子电池充放电实验平台并测试不同倍率下电池的表面温度和表面压力,验证了所建模型的有效性;最后通过验证后的模型分析了电池在不同倍率恒流充电过程中内部应力分布及演化规律。该模型可以有效获取锂离子电池在运行过程中的应力分布情况,有助于电池失效机理研究,为电池的优化设计和应用提供参考。

关键词： 锂离子电池   Pickering乳液   硅基负极   胶囊结构  

摘要： 硅基负极在LIB充放电循环中的巨大体积膨胀以及较低的e-、Li+电导率限制了其进一步发展。提出了一种高效且快速的Pickering乳液油相扩散法一步合成胶囊结构的SiO_(x)/G@PPO-C复合微球。乳液油相作为牺牲层构筑了微球的空心结构,为内部包埋的SiO_(x)体积膨胀提供了缓冲空间。通过高温碳化和额外碳掺杂制备了复合微球的导电碳球壳(SiO_(x)/G@C),旨在提高负极材料活性单元的导电性。结果表明,Pickering乳液油相扩散法具有操作耗时短、工艺过程简单、技术适应性强等显著优点,可为新型硅基锂离子电池负极材料的设计和产业化制备提供新的选择。

关键词： 二正丙胺   水   液液平衡   汽液平衡   NRTL模型  

摘要： 二正丙胺是一种重要的有机合成原料和中间体,二正丙胺-水二元部分互溶体系汽液相平衡数据是分离提纯二正丙胺必不可少的基础数据。采用浊度法测定了二正丙胺-水体系在303.15—360.85 K液液相平衡数据。实验结果表明:从303.15 K到360.85 K,二正丙胺在100 g水中的溶解度仅为0.4335—3.275 g,而水在100 g二正丙胺中的溶解度为10.47—40.96 g,该体系是互溶度较小的体系。采用改进的Partt釜测定了恒压下(101.3 kPa)二正丙胺-水二元部分互溶体系的汽液相平衡数据,并经Herrington热力学一致性检验表明,所测得的汽液平衡数据是可靠的。通过Aspen用NRTL活度系数模型关联了该体系汽液相平衡数据,回归得到模型参数与温度之间的关系。与实验数据相比较,用NRTL模型预测的汽相组成摩尔分数相对平均偏差为8.2%,温度平均偏差为0.22 K,预测结果与实验值吻合良好。

关键词： 土壤修复   石油烃污染   表面活性剂   微生物电化学   微生物  

摘要： 老化且高浓度的石油污染土壤阻碍了生物修复的应用,为了提升石油污染土壤的修复效率,本研究采用非离子表面活性剂吐温-80(TW-80)、两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、生物表面活性剂鼠李糖脂(RHA)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(ODAC)5种类型的表面活性剂将石油烃从土壤固相浸提到液相中,并利用微生物电化学系统来提高石油污染土壤的修复效率。结果表明:土壤中石油烃的提取效果依次为SDBS(81%)>CAB(76%)>ODAC(74%)>TW-80(71%)>RHA(50%),其差异由表面活性剂性质决定。综合系统电能输出结果选择表面活性剂类型后,石油烃的微生物电化学降解效果表现为CAB(88%)>TW-80(74%)>RHA(53%),其主要受浸提液中微生物群落影响。后续可通过优化表面活性剂浓度、反应时间和复配等方法来提升石油污染土壤的修复效率。

关键词： 电化学   江苏高考   高中化学  

摘要： 分析了近5年江苏高考中电化学部分的考查情况,涵盖了原电池、电解池工作原理及其应用、金属腐蚀与防护等多个方面。通过对高考题目的总结,发现电化学考查不仅重视基础知识的掌握,更强调学生运用知识解决实际问题的能力。学生在备考时应加强实践操作能力和创新思维的培养,教师在教学中也应注重培养学生的实验能力和创新能力,以适应高考对电化学知识综合运用的要求。

关键词： 二甲苯   甲苯   苯   固液相平衡   液相摩尔分数   低共熔点  

摘要： 针对对二甲苯(PX)结晶相关的由二甲苯(包括PX、间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX))、甲苯(TOL)和苯(BEN)组成的三元及以上体系,选取固液相平衡计算模型—Van′t Hoff方程简式,预测了PX-TOL-BEN、MX-TOL-BEN和OX-TOL-BEN三元体系与PX-MX-TOL-BEN、PX-OX-TOL-BEN、MX-OX-TOL-BEN和PX-MX-OX-TOL四元体系及PX-MX-OX-TOL-BEN五元体系固液相平衡数据。结果表明:Van′t Hoff方程简式适用于PX装置PX结晶相关体系中由二甲苯、TOL和BEN组分组成的三元、四元和五元体系的固液相平衡计算;利用三元、四元和五元体系固液相平衡数据可绘制各体系的固液相平衡相图,为PX结晶相关的由二甲苯、TOL和BEN组分组成的体系固液相平衡数据测量和有关研究、设计、模拟优化提供理论指导和依据。

关键词： 物理化学   胶体化学   教学改革  

摘要： 在理工科教育中,“物理化学”课程是化学及相关专业的核心,既能够奠定理论基础,又是提升学生综合能力的关键。本研究集中于“物理化学”的胶体化学部分,通过教学改革创新教学法与更新内容,以提升教学和学习成效。采用案例教学、小组讨论、实践操作等现代教学手段,并结合对学生态度和成效的调查,评估教改对学生兴趣、理论实践融合、批判性思维和创新能力的影响。结果显示,创新教法显著提高了学生的专业理解和兴趣,促进了综合素质提升,证明教学改革有助于学业和全面发展。因此,该研究为理工科教育中教学创新提供了实证支持。

关键词： 石墨烯   聚苯胺   氧化程度   超级电容器   电化学性能  

摘要： 以苯胺为单体、氧化石墨烯(GO)悬浮液为乳化剂,采用Pickering乳液法制备还原氧化石墨烯/聚苯胺(rGO/PANI)空心微球。采用红外、接触角、Zeta电位等技术对不同氧化程度的GO进行表征,探索了Pickering乳液的乳化条件,考察了GO氧化程度和电流密度对rGO/PANI空心微球电化学性能的影响。结果表明,以GO-3为Pickering乳化剂,ρ(乳化剂)=4 mg/mL,V(油)∶V(水)=1∶4,乳化效果最好。rGO-3/PANI试样的比电容最高,1 A/g电流密度下的比电容为234.7 F/g;电流密度从0.5 A/g升至10 A/g过程中,比电容保持率为67%;经过2000次循环充放电后,rGO-3/PANI试样的比电容保持率为86.3%,表明rGO-3/PANI试样是一种优异的超级电容器电极材料。

关键词： 物理化学实验   网络课堂   虚拟仿真   翻转课堂   教学改革  

摘要： 实验教学是人才培养的重要途径。其中,物理化学实验是一门承上启下的综合性实验课程,不仅能通过观察实验现象加深理论知识的理解,而且能训练实验操作本领和提升仪器认知水平,同时拓展创新思维和强化科研精神。面对传统“灌输式”的教学困境,文章根据物理化学实验课程自身特点,提出了虚实并重联动翻转课堂的教学策略,并设计了用于实际物理化学实验教学的可行性方案,为创新人才培养提供新范式。

关键词： 非晶硅薄膜   乙酸   电导率   质子型离子液体   电化学性能  

摘要： 离子液体(ILs)具有较宽的电化学稳定窗口和良好的安全性能,有望在镍氢和质子电池中应用。将离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][Ac])与乙酸(HAc)混合后配置成质子型离子液体,以非晶硅a-Si薄膜为负极,氢氧化镍(Ni(OH)2)为正极,组装成世伟洛克电池。利用X射线衍射分析、傅里叶红外技术、拉曼分析、热分析、电导率以及电化学等方法,测试分析了离子液体的物化性能,研究了a-Si电极在[EMIM][Ac]+xM HAc(x=0~4)离子液体中的电化学储氢性能。结果表明,[EMIM][Ac]非质子型离子液体在不超过200℃时具有良好的热稳定性,加入乙酸后离子液体的热稳定性有所降低;由于溶剂化作用,随乙酸浓度增加,离子液体的黏度逐渐减小,电导率显著提升,电化学窗口从2.44逐渐降低至1.77 V;随加入的乙酸浓度增加,a-Si膜电极的放电比容量从616.3逐渐提升至1615.7 mAh/g,循环稳定性S_(50)从x=0时的77.5%逐渐降低至x=4时的48.7%,当乙酸浓度x为1 M时,a-Si膜电极的循环稳定性最佳,为S_(50)=92%;随乙酸浓度增加,a-Si电极的电化学吸放氢反应活性和动力学性能逐渐提高,当放电电流密度为1200 mA/g时,反映其高倍率放电性能的HDR1200数值从17.5%逐渐提高至37.8%。