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关键词： 激光技术   激光重熔   电化学沉积   钛合金   结合力   沉积机制  

摘要： 为解决钛合金上直接电沉积铜沉积质量和结合力差的问题,本团队采用激光重熔/电化学沉积交互进行的方法在TC4合金上制备铜涂层,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、自动划痕仪等分析了铜涂层的表面形貌、截面元素组成、截面厚度、物相、结合力、导电性和抗高温氧化性能。通过激光重熔获得了含有CuTi、Cu_(2)Ti、Cu_(4)Ti等金属间化合物的复合涂层,这使得沉积表面获得更多的活性位点,进而提高了沉积速率与沉积质量。实验结果显示:相比于传统的电沉积,激光重熔/电化学沉积交互处理可使重熔层表面的电极响应速率提高约44%,沉积层表面的孔隙明显减少,晶粒间结合更紧密;激光重熔/电化学沉积交互处理能显著提高钛合金表面铜沉积层的沉积质量、抗高温氧化性能以及涂层与基体间的结合力。

关键词： 乙炔黑   离子液体   姜黄素   循环伏安法  

摘要： 采用乙炔黑(AB)和离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,[BMIM]PF_(6))作为复合修饰材料,制备了AB-离子液体复合修饰电极(AB-[BMIM]PF_(6)/GCE)。用循环伏安法(CV)研究姜黄素在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明,在pH为6.5的磷酸盐缓冲液(PBS)中,姜黄素在该修饰电极上出现氧化峰。AB-离子液体分散液的最佳滴涂量为8μL,此时姜黄素检测的峰电流值最大且灵敏。在扫速为75 mV·s-1时,峰电流变化最大,表明此为最佳扫描速率。此时,峰电流值与姜黄素浓度呈线性关系,其线性方程为I(μA)=3.121 5C(mmol·L^(-1))+0.789 7,检测限为0.02 mmol·L^(-1)。

关键词： 水溶性聚磷酸铵   尿素硝酸铵   相平衡   动态法  

摘要： 采用动态法测定了APP(水溶性聚磷酸铵,18-58-0)-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-KCl-H_(2)O体系及其子体系APP(18-58-0)-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-H_(2)O、KCl-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-H_(2)O、APP(18-58-0)-KCl-H_(2)O在5℃下的固液相平衡数据,利用XRD分析平衡固相物相组成。结果表明:APP(18-58-0)-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-H_(2)O、KCl-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-H_(2)O及APP(18-58-0)-KCl-H_(2)O体系分别含有两个单结晶相区:(NH_(4))_(3)HP_(2)O_(7)、(NH_(4))_(4)P_(2)O_(7);KNO_(3)、KCl;(NH_(4))_(3)HP_(2)O_(7)、KCl;一个共饱和结晶区:(NH_(4))_(3)HP_(2)O_(7)+(NH_(4))_(4)P_(2)O_(7);KNO_(3)+KCl;(NH_(4))_(3)HP_(2)O_(7)+KCl。APP(18-58-0)-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-KCl-H_(2)O体系包含四个单晶区:(NH_(4))_(3)HP_(2)O_(7)、(NH_(4))_(4)P_(2)O_(7)、KNO_(3)、KCl。体系中N+P_(2)O_(5)+K_(2)O含量的最大、最小值分别为46.18%,14.46%。在APP(18-58-0)-[CO(NH_(2))_(2)-NH_(4)NO_(3)]-KCl-H_(2)O体系中,随着溶质的增加,饱和溶液中水的含量逐渐降低,水分含量的变化趋势与总养分N+P_(2)O_(5)+K_(2)O含量的变化趋势相反,溶液密度的变化趋势则与总养分N+P_(2)O_(5)+K_(2)O含量变化趋势相吻合。研究结果对配制不同氮磷钾比例的液体肥料具有参考价值。

关键词： 物理化学   分子钙钛矿   DAP-4   Al粉   释能特性   热分解   燃烧  

摘要： 以高氯酸铵基分子钙钛矿含能材料(DAP-4)为主体炸药,制备了Al/DAP-4复合体系,采用差热扫描量热法(DSC)和自主建立的燃烧测试方法,对DAP-4以及Al/DAP-4复合体系的热分解特性和燃烧过程进行了研究。结果表明,随着Al粉粒径减小以及添加量的增加,对DAP-4热分解的峰值温度降低效果越明显,添加质量分数40%、粒径100 nm的Al使得DAP-4的热分解峰温降低了19.5℃,表明纳米级Al对DAP-4热分解具有较好的促进作用。开放性燃烧实验表明,微米级和纳米级Al粉均能提高DAP-4的燃烧剧烈程度,随着500 nm和10μm Al粉含量的增加,Al/DAP-4燃烧到达火焰前锋面所需时间(t r)和持续燃烧时间(t c)明显增加,添加质量分数40%、粒径100 nm的Al粉时,持续燃烧时间增益效果最为明显,是纯DAP-4燃烧时间的2.55倍。

关键词： 聚丙烯酸   黏结剂   锂离子电池   SiOx/C电极   电化学性能  

摘要： 硅基负极在循环过程中由于较大的体积膨胀,容易导致开裂。以羧甲基纤维素(CMC)和丁苯橡胶(SBR)(质量比为1∶1)为基础黏结剂,通过电化学阻抗谱测试、SEM分析和剥离测试,研究添加聚丙烯酸(PAA)对SiO_(x)/C电极电化学性能的影响。添加适量PAA后,电极的电化学稳定性以及电极活性物质与集流体的剥离强度增强,缓解了电极在循环过程中组分的脱落。当CMC、SBR与PAA的质量比为1∶1∶1时,SiO_(x)/C电极组装的电池的循环稳定性和倍率性能均得到提升:在0.05~1.50 V充放电,与采用基础黏结剂相比,添加PAA后的电池,以0.2 C循环100次的容量保持率由67.10%提高到80.92%;2.0 C和3.0 C比容量分别提高48.17%和59.70%。

关键词： 机器学习   数据挖掘   电池材料   电池状态  

摘要： 能源储存系统是电动汽车、电子设备等高新技术的重要基础。近年来基于机器学习的电池设计能够快速连结材料微观结构-材料微观性能-电池宏观性能的复杂关系,成为了热点研究。本文从能源电池的微观材料设计和宏观状态预测两方面系统性地综述了电池设计中机器学习的应用现状和前景,概括综述了机器学习电池设计的研究数据来源、算法的优缺点及其在电池领域的应用场景以及近年来的相关创新性工作及其展望,以期为机器学习在能源储存系统的宏微观设计提供了参考。

关键词： 氢能   制氢   储氢   催化   电化学  

摘要： 氢是清洁高效的能量载体和重要的化工原料。文章从当前氢能利用过程中面临的问题和挑战入手,简述了新材料在制氢、氢气分离与提纯、储氢及氢能转换等各环节的应用,对氢能利用中新材料的发展趋势进行了展望。

关键词： 石墨烯   聚苯乙烯微球   三维中空结构   氮掺杂   电化学性能   Pt纳米颗粒  

摘要： 以模板牺牲法合成的氮掺杂中空石墨烯球(Nitrogen-doped hollow graphene spheres, NHGSs)为基体,通过硼氢化钠还原前驱体氯铂酸,在NHGSs上负载Pt纳米颗粒,获得NHGSs/Pt催化剂;采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱分析仪、N2吸/脱附仪、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱仪对NHGSs及NHGSs/Pt进行形貌和结构表征,并测试其在酸性和碱性电解液中的电化学性能。结果表明:NHGSs和NHGSs/Pt具有超大的比表面积以及明显的介孔结构,有利于电荷转移并提高相应的电化学性能;在碱性电解液中,在NHGSs上负载质量分数9.72%Pt的NHGSs/Pt-2催化剂的ORR的起始电位为1.0805 V、半波电位为0.8075 V;在酸性电解液中,NHGSs/Pt-2催化剂的HER的过电位为53.5 mV;在Pt实际负载量只有9.72%的情况下,NHGSs/Pt催化剂的性能就能达到甚至超过质量分数20%商用材料Pt/C的性能。该研究为提升电极材料的催化活性、降低贵金属用量提供了新的思路。

关键词： 综合考查   学科素养   高考   必备知识   创设情境   设问方式   真实素材   稳中求进  

摘要： 2022年高考电化学试题大多结合科技发展的趋势和前沿,选取真实素材,合理创设情境,设置新颖的呈现方式和设问方式,注重理论与实际的结合,彰显化学学科价值.考题稳中求进,从基础性、综合性、应用性和创新性4个维度,对学生所表现出的必备知识、关键能力、学科素养进行综合考查.

关键词： 生物质   多孔   活化   体积膨胀   硅碳复合材料  

摘要： 针对硅负极在电池循环过程中的体积膨胀问题,本文选用荷花花粉作为碳源,采用去离子水、硫酸溶液清洗去除花粉表面可溶性杂质,然后经过高温碳化处理制备出具有多孔结构的生物质衍生碳材料,并将该材料与商用纳米硅粉进行复合,制备出嵌入式包覆硅碳复合材料;通过调整碳含量研究不同硅碳比对硅负极电化学性能的影响.结果表明:当硅碳质量比为4∶6时,PNC@Si-2电极材料表现出最佳的充放电特性,在100 mA/g的电流密度下循环20圈后的容量保持率为69.22%,电极材料的极化现象得到明显抑制,在大电流下的倍率性能同样得到提高。为了增大多孔碳的孔隙率,用ZnCl 2对PNC进行活化处理,活化后样品PAC@Si-4的电化学性能得到了进一步提高,循环100圈后其容量保持率仍保持在53.35%。这些性能的提高主要归结于生物质碳材料与硅复合能够提高硅的电导率,并且生物质碳材料的多孔结构能够为硅颗粒的嵌入提供空间,有效抑制硅颗粒在合金/去合金化过程中的体积膨胀效应,从而提高了电极材料界面稳定性,延长了电池的使用寿命。