关键词： 锂离子电池   Sn/SnO2/C复合材料   溶液法   球磨   电化学性能  

摘要： 锡基材料作为新型的锂离子电池负极材料,具有较高的理论容量,极具发展潜力和应用前景。但其在充放电过程中产生的巨大的体积膨胀以及较大的首次不可逆容量限制了锡基负极材料在商业化生产中的应用。本论文通过高能球磨法以及结合气相沉积法制备出更小颗粒尺寸的SnO2和Sn/SnO2/C的复合材料。采用溶液法,以葡萄糖和四氯化锡为原料,在原位引入碳基体的同时,添加少量高电导率的石墨和乙炔黑,制备出含有不同结构的碳材料的Sn基/C复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、元素分析等多种现代材料测试分析手段以及恒电流充放电、循环伏安法、阻抗等电化学测试技术,系统研究了材料制备的工艺及其参数对所合成材料结构和电化学性能的影响,探讨了影响复合电极材料循环性能的关键因素及其影响机制。 研究结果表明,机械球磨能够有效的细化和分散SnO2颗粒,减小充放电时产生的体积膨胀,提高循环稳定性。但球磨时间过长,SnO2的结晶性变差,导致SnO2脱嵌锂容量降低。通过气相沉积法制备得到的具有碳包覆结构的Sn/SnO2/C复合材料,其首次库仑效率以及循环稳定性都有进一步的提高。 采用溶液法以葡萄糖和四氯化锡为原材料成功合成了Sn基/碳复合材料。在较低煅烧温度下获得的SnO2和较高温度下获得的Sn均为几个纳米的超细尺寸,弥散分布于碳基体中。复合材料的容量随葡萄糖加入量的增加而降低,而其循环稳定性提高。其中,采用摩尔比为1：1的葡萄糖和四氯化锡,在溶液中加入5wt.%的石墨并在500℃下煅烧得到的Sn/SnO2/C复合材料,具有优良的综合电化学性能,其首次可逆容量达520 mAh-g-1,经100次循环后,容量保持有350 mAh-g-1.在400℃的较低温度下煅烧获得的SnO2/C复合材料由于碳的有序度较差,循环稳定性较差。随着煅烧温度的上升,材料中高容量Sn含量减少,因而材料的容量降低,但由于材料碳含量及有序度的增加,材料的循环稳定性提高。 石墨的引入能够减小煅烧产物的颗粒尺寸,有效提高了复合材料的容量以及循环稳定性。但是当加入过多的石墨时,由于石墨相对于锡基为弱活性材料,故复合材料的充放电容量降低。在溶液过程中添加乙炔黑,获得的复合材料相比于添加石墨具有更高的容量和循环性能,葡萄糖和四氯化锡的摩尔比为1：1,添加的5 wt.%乙炔黑的前驱体在500℃下煅烧得到的Sn/SnO2/C复合材料在100个循环以后具有411 mAh.g-1的容量,这得益于乙炔黑细小的颗粒尺寸和优良的导电性。

关键词： 双酚A   表面分子印迹   多步溶胀   有序介孔硅   传感器  

摘要： 双酚A作为一种典型的环境激素,近年来受到人们的普遍关注,它严重威胁着人类的健康。因此建立一种快速方便、灵敏度高、选择性好、价廉的分析方法来分离检测复杂样品中的双酚A是非常必要的。本论文运用表面分子印迹、多步溶胀和介孔分子印迹的方法制备了以BPA为模板的分子印迹聚合物,并将其作为电极敏感材料,应用于传感器。同时对聚合物的合成方法、表面特征、吸附特性、选择性以及传感器的各项性能等进行了研究。主要内容包括：1.基于表面分子印迹技术及相转化过程的双酚A电化学传感器 以BPA为模板,以氨基化硅胶为载体合成了对BPA有特异选择性的表面分子印迹聚合物(surface molecular imprinted polymer, sMIP)。然后以聚氯乙烯(PVC)为支撑基质,通过相转化过程(phase inversion process)制成BPA分子印迹聚合物膜。将这种聚合物膜固载于处理过的金电极表面,制得电流型BPA电化学传感器。优化了pH值,温度等实验条件,结果表明在10-120μg mL-1范围内对双酚A有良好的线性响应(n=9,r<5%)。传感器用于实际水样的测定,结果令人满意。2.多步溶胀聚合法制备双酚A分子印迹聚合物及其性能表征和应用由于表面印迹法得到的印迹聚合物吸附容量较小,所以考虑以双酚A为模板分子,采用传统多步溶胀聚合的方法,制备出单分散分子印迹聚合物。用印迹聚合物作为碳糊电极的材料,并以石墨和石蜡油为辅助基质制备了分子印迹碳糊电极,结果表明分子印迹传感器对结构类似物4-叔丁基苯酚的响应远远小于BPA,且在1.0×10-6-5.0×10-4mol L-1的范围内对双酚A有良好的线性响应,检出下限达到了4.28×10-7mol L-1, RSD=4.113%。3.基于表面分子印迹修饰的介孔材料的制备及其在传感器方面的应用有序介孔硅与普通硅胶相比拥有较大的比表面积,可以提供更多的活性位点。以其作为印迹材料的载体,由于其结合位点位于聚合物表面,克服了多步溶胀聚合结合位点包埋过深的问题,同时可克服了普通硅胶作为载体制备表面印迹聚合物的吸附容量较小的缺点。本章介绍了以有序介孔材料SBA-15为载体合成了对双酚A有特殊选择性的分子印迹材料,并通过石墨,石蜡油为辅助基质制备了分子印迹碳糊传感器(SBA-MIP),相同条件下制备了普通硅胶为基质的分子印迹传感器(SiO2-MIP),优化了pH和用量等条件后循环伏安测试发现,SBA-MIP传感器与其它传感器比较有着信号强,选择性好等明显优势。线性范围为1.0×10-7-5.0×10-4mol L-1,检出下限达到了3.22×10-8mol L-1, RSD-2.661%。

关键词： 阳极氧化铝膜   介孔硅   SBA-16的合成   表面活性剂  

摘要： 在阳极铝膜腔体内,以三嵌段聚合物F127为表面活性剂合成出一维纳米介孔二氧化硅材料.采用压力诱导合成方法能使纳米纤维沿着铝膜腔体有序生长排列,并且只存在于铝膜的腔体内,在铝膜表面没有残留.在纳米纤维的两侧可以清楚地观察到具有六边形结构的孔道,直径为12 nm.考察了正硅酸乙酯的水解时间以及化合物的不同配比对材料形貌的影响.

关键词： 双酚A   表面分子印迹   碳糊电极   有序介孔   雌激素受体   修饰   高效液相色谱   快速测定方法  

摘要： 双酚A能与人体的内源雌激素雌二醇竞争结合雌激素受体，并可能引起一系列病变。目前的双酚A测定的方法主要是高效液相色谱和液一质联用等，虽然其对环境中双酚A定量测定有较高的准确度，但是需要繁琐的样品前处理过程，因此迫切需要寻找一种新的快速测定方法。

关键词： 电沉积   球磨   Sn-Co-C   负极材料   锂离子电池  

摘要： 采用电沉积法把Sn、Co原子沉积在硬碳颗粒上得到Sn-Co-C复合负极材料,然后球磨。XRD分析表明复合粉体由Sn、Co2C、CoSn2和C组成。电子探针测试表明试样中Sn、Co、C原子分数分别为2.9145%,0.6921%,95.3879%。SEM观察显示,锡钴粒子尺寸为50～100nm,沉积在片状的硬碳颗粒上。试样与锂片组成模拟电池,首次放电比容量为551.5mAh/g,充电比容量为309.4mAh/g。循环50次后放电比容量仍保持在319.6mAh/g,充电比容量保持在281.6mAh/g。交流阻抗测试表明,在第一次放电后形成了固体电解质层膜,但循环一次后消失。