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关键词： 异质结   多孔碳基复合材料   循环   储镁性能  

摘要： 利用凝胶技术、NaCl模板法和高温碳化法,制备出一种具有独特多孔结构的碳材料。通过吸附作用,将钼酸铵包覆在这种碳材料表面。对该材料进行烧结和硫化,合成了一种具有多相异质结的复合材料S@C/CNT@MoO_(2)/Na_(0.88)Mo_(6)O_(17),并对基于该复合材料的镁离子电池进行了循环性能测试。结果表明:该电池在200 mA/g的电流密度下经过300次循环,仍具有90 mAh/g的放电比容量;基于复合材料S@C/CNT@MoO_(2)/Na_(0.88)Mo_(6)O_(17)的镁离子电池不仅继承了基于复合材料CNT@MoO_(2)/Na_(0.88)Mo_(6)O_(17)的电池的长循环稳定性,还展示出了更高的放电比容量。该研究为高性能多相异质储能材料的构筑提供了新思路。

关键词： 吡嗪稠合共价有机框架   π-共轭材料   电化学分析检测   抗生素   差分脉冲伏安法   溶剂热合成法  

摘要： 以共价有机框架(COF)为电化学传感器,用于磺胺甲(口恶)唑(SMX)的检测。以环己六酮八水合物和1,2,4,5-苯四胺四盐酸盐为前体,用溶剂热方式合成了全共轭吡嗪环连接的共价有机框架材料(标记为Hex-Aza-COF)。采用扫描电镜、傅里叶变换光谱、X射线衍射等对材料的形貌和结构进行了表征。将Hex-Aza-COF与玻碳电极制成电化学传感器,采用一系列电化学分析手段检测了5种抗生素。由于Hex-Aza-COF具有丰富的孔道结构及吡嗪类稠环体系的氧化还原活性,该Hex-Aza-COF传感器对SMX具有良好的信号响应。通过差分脉冲伏安法(DPV)实验表明,该Hex-Aza-COF传感器对SMX具有较低的检测限(0.176μmol/L),并具有良好的选择性和灵敏度。

关键词： 多金属氧酸盐   金属-有机框架   催化氧化   电化学  

摘要： 多金属氧酸盐(Polyoxometalates),简称多酸(POMs),是一类具有可调控的化学组成、丰富的电子结构和优异的物理化学性能的金属氧簇化合物,在催化氧化、电化学等领域极具应用前景。而多酸在溶剂中的易溶性限制了其应用,将其引入金属-有机框架(Metal-organic Frameworks,MOFs)构筑多酸基金属-有机框架(POMOFs)材料则是解决这一问题的有效途径。因此,基于多酸构筑的多酸基金属-有机框架材料已成为当前科研工作者的研究热点。本综述主要是对近年来多酸基金属-有机框架材料的合成及其在催化氧化、电化学等方面的研究进行了总结,从而为多酸基材料的结构设计及其催化机制、电化学机理的探究提供参考。

关键词： 宏孔硅阵列   光电化学腐蚀法   电解液   腐蚀机理   物质交换  

摘要： 采用光电化学腐蚀单晶硅方法进行宏孔硅阵列制备技术研究,探究了高乙醇含量电解液体系下腐蚀电压对宏孔硅形貌的影响,分析了单晶硅定向溶解机理。结果表明,高乙醇电解液下,单晶硅的腐蚀主要为二价溶解过程,有别于常规电解液体系下单晶硅的四价溶解过程;在该体系下,单晶硅的溶解速度较快,具有较好的应用前景。在腐蚀电压为1.5 V、腐蚀时间为2 h,得到深宽比为23的宏孔硅阵列,腐蚀速度最快可达75μm/h;反应过程中有氢气产生,使腐蚀速度增大,腐蚀至115μm后,过量氢气堆积使孔尖腐蚀受抑制。

关键词： 热力学第二定律   熵   热寂说  

摘要： 熵增大原理,作为热力学第二定律的一个关键结论,在热力学和统计力学的研究中占据着显著的位置,并被广泛地运用。在过去,这一原理激发了若干哲学思考,尤其是关于“热寂论”或称“热死亡论”。根据这一论点,宇宙最终将趋向于一个熵值最高的热平衡状态,届时所有的能量都将转化为无用的热能,无法再支持任何形式的有序活动。在我们的日常生活中,熵增加的现象也是普遍存在的,许多自然过程都显示出熵增的趋势。尽管如此,熵增加原理并非不可违背的铁律,它也有局限性。但它依然是帮助我们理解自然界众多现象的一个有力工具。

关键词： 离子液体   电解质   金属离子电池   超级电容器   聚合物  

摘要： 从基础研究到工业过程,电池储能系统在推进当代社会的信息化、智能化中至关重要。电解质作为电池的主要组成部分之一,对电池技术的升级和突破起着重要的作用。离子液体是一种新型的液体电解质,展现出独特的性能,例如高导电性、不可燃性、难挥发性、高热稳定性和宽电化学窗口等特点,并在各种电池系统中得到了广泛应用与深入研究,在提高电池稳定性、能量密度、使用寿命和安全性等方面显示出巨大的潜力。本文主要综述了离子液体作为电解质在各种可充电金属离子电池以及超级电容器中的研究及应用进展。同时详细介绍了采用各种离子液体基电解质来提高电池性能的不同策略。

关键词： 粘结剂   聚偏氟乙烯   改性方式   电性能  

摘要： 在锂离子电池中,正极材料是决定电池能量密度和循环寿命的关键因素之一,而粘结剂作为连接正极材料、导电材料和集流体的组分之一,对电极的结构稳定性和电化学性能发挥着重要的作用。聚偏氟乙烯(PVDF)是锂离子电池中使用的重要粘结剂,在充放电过程中,电极中脱锂和嵌锂的行为导致结构承受应力,引起PVDF粘结剂体积发生变化,这不仅导致了电池容量衰减,而且由于其相对较低的离子传导性,高倍率条件下性能表现不佳。总结了PVDF粘结剂在锂离子电池中的最新科研成果,深入分析了改性PVDF对锂电池电性能和电解质/活性物质界面形成的影响机制,系统阐述PVDF改性方式对提高锂离子电池性能的作用机理,展望了高性能PVDF粘结剂的发展方向。

关键词： 锂硫电池   正极   复合材料   Co_(9)S_(8)   电化学  

摘要： 锂硫电池的“穿梭效应”一直限制其大规模应用。利用水热法合成直径小于40 nm的Co_(9)S_(8)颗粒,通过二维氧化石墨烯(GO)片分散,再与升华硫复合,制成锂硫电池正极复合材料S@Co_(9)S_(8)/GO。电化学应用结果表明,S@Co_(9)S_(8)/GO在1 A/g电流密度下首次放电比容量高达1343.8 mAh/g,400圈充放电后比容量保有351.6 mAh/g;8 A/g倍率下仍保证146.7 mAh/g的容量输出;2 A/g下经过700圈长循环的容量衰减率为0.099%/圈;与S@Co_(9)S_(8)材料相比,S@Co_(9)S_(8)/GO的首放容量、容量保持率、倍率性能和循环寿命等电化学性能均有明显提高。结合第一性原理计算得知,该复合正极的优异性能得益于Co_(9)S_(8)对多硫化锂具有强的吸附和催化作用,以及GO对Co_(9)S_(8)颗粒的分散和改善导电性的结果。

关键词： 光电化学传感器   光寻址生物传感器   多目标检测   高通量传感   光学96孔板  

摘要： 光学96孔板是高通量生化分析中最常用的分析平台,然而发展类似的高通量生物传感体系对于电化学传感方法而言却是巨大的挑战。基于单电极分区寻址检测原理的光电化学传感器,可采用单通道电化学检测设备及单个自动化寻址光源,构建出类似光学96孔板的便携式多目标/高通量生物传感体系,其灵敏度高、检测速度快、成本低廉,在电化学传感领域得到越来越多的关注。本综述以单电极分区寻址光电化学生物传感器的信号产生机制为主线,介绍了该领域近年来的研究现状、发展趋势以及存在的挑战。

关键词： 丝网印刷技术   电化学传感器   电极结构   有限元模拟仿真  

摘要： 丝网印刷电化学传感器在生物医学检测和环境分析等领域具有巨大的应用潜能。为了研究不同形状、尺寸的电化学传感器对循环伏安(CV)性能的影响,利用有限元模拟仿真技术对电化学传感器进行了建模和结构优化,基于CV法理论分析了电化学反应过程中电极表面反应物与生成物的浓度分布和扩散现象。采用丝网印刷工艺在聚偏二氟乙烯膜表面印制了碳基电化学传感器,并进行实验测试。仿真和实验结果表明:传感器的形状不会影响其CV特性,传感器的工作电极表面积越大,其响应曲线的峰值电流越大。在确保丝网印刷效果的前提下,选择最大工作电极面积12.56 mm^(2),以获得CV性能最佳的丝网印刷电化学传感器,为开发性能优良的一次性丝网印刷电极提供了一定的理论依据。