Bi/Bi_(2)O_(3)涂层的制备及其在锌金属负极保护中的应用

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作者 哈斯呼 邢艺博 +2 位作者 柳勇 张万红 熊毅 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期26-34,共9页

水系锌离子电池在电池循环过程中负极所发生的枝晶生长以及副反应等一系列问题,导致电池表现出较低的库仑效率以及较短的循环寿命。为解决上述问题,采用刮刀法在锌箔上涂覆Bi/Bi_(2)O_(3)材料,制备了一种高循环稳定性、低成本的Bi/Bi_(2... 水系锌离子电池在电池循环过程中负极所发生的枝晶生长以及副反应等一系列问题,导致电池表现出较低的库仑效率以及较短的循环寿命。为解决上述问题,采用刮刀法在锌箔上涂覆Bi/Bi_(2)O_(3)材料,制备了一种高循环稳定性、低成本的Bi/Bi_(2)O_(3)@Zn锌金属负极。在半电池测试中,Bi/Bi_(2)O_(3)@Zn负极在0.5 mA·cm^(-2)的电流密度下能够稳定循环340圈,平均库仑效率可达98.28%。组装的对称电池在电流密度为1 mA·cm^(-2)、沉积量为1 mAh·cm^(-2)的测试条件下可稳定循环740 h。此外,以钒酸铵为正极组装的全电池也表现出比纯锌负极更优异的循环性能。 展开更多

关键词 锌离子电池 Bi/Bi_(2)O_(3)涂层 负极保护 锌枝晶 副反应

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镍掺杂MnO_(2)锌离子电池电极材料的制备及性能研究

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作者 李娟 冯云飞 +6 位作者 马璐琪 聂乔楚同 赵连洲 张一诺 彭文静 吴炫如 沈皓天 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7153-7162,共10页

水系锌离子电池因其高安全性、低成本和绿色环保等优点,被认为是一种极具发展潜力的大规模储能器件。MnO_(2)是一种廉价、高电压、高能量密度的正极材料,但也面临着导电性差、锌离子扩散速率慢、循环过程中易发生相变和结构塌陷等问题... 水系锌离子电池因其高安全性、低成本和绿色环保等优点,被认为是一种极具发展潜力的大规模储能器件。MnO_(2)是一种廉价、高电压、高能量密度的正极材料,但也面临着导电性差、锌离子扩散速率慢、循环过程中易发生相变和结构塌陷等问题。采用水热法预嵌入不同比例的Ni^(2+)对MnO_(2)进行改性,通过XRD、EDS和SEM考察了样品的结构、组成和形貌,利用电化学工作站和电池测试系统对组装的电池进行CV、EIS、GCD、C-Rate、GITT等一系列电化学性能测试。结果表明,Ni^(2+)的引入不仅提高了MnO_(2)的电导率,而且降低了Zn^(2+)与MnO_(2)之间的强静电排斥作用,改善了离子嵌入和传输动力学,使水系锌离子电池获得了出色的容量、循环性能、倍率性能。其中样品NMO-0.3在电流密度为0.1 A/g时,首次放电比容量高达259.6 mAh/g,几乎是未掺杂MnO_(2)的最高比容量的2倍,经过200圈循环充放电后,容量保持在119.9 mAh/g,而未掺杂的MnO_(2)经200次循环后容量仅剩28.9 mAh/g。NMO-0.3经过倍率测试重新回到0.1 A/g的充放电条件下,电池容量恢复率高达83.8%,表现出较好的恢复性。储锌动力学分析表明,MO和NMO-0.3的容量主要受扩散过程控制,NMO-0.3的离子扩散系数比MO有显著提升。该研究为水系锌离子电池性能的提升提供了一定的参考。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 Ni^(2+) MnO_(2) 掺杂 电化学性能

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LiCoPO_4正极材料掺Zn^(2+)及全电池特性

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作者 陈龙 李海君 +1 位作者 陈敏 栗欢欢 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期90-94,共5页

采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn^(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn^(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后... 采用柠檬酸溶胶-凝胶法合成锌离子(Zn^(2+))掺杂的磷酸钴锂(LiCoPO_4)正极材料LiZn_xCo_(1-x)PO_4。XRD和SEM分析表明:少量Zn^(2+)掺杂不会明显改变晶格结构,且粒径变小、粒度更均一。充放电(3.0~5.1V)及高低温性能测试表明:Zn2+掺杂后,材料的比容量提高、循环性能改善,并有较好的高倍率及高低温放电性能。Zn^(2+)掺杂量为0.01时,首次0.1 C放电比容量为150.3 mAh/g,比纯相增加15%。1.0C、5.0C放电比容量分别为118.9mAh/g和67.1mAh/g。在40℃、0℃下的0.1C放电比容量分别为160.0mAh/g和37.8mAh/g。循环伏安及交流阻抗测试表明:少量Zn^(2+)掺杂使电荷转移阻抗减小,电化学可逆性增强。LiZn_(0.01)Co_(0.99)PO_4与Li_4Ti_5O_(12)组成的3.3 V全电池以0.1C放电,比容量可达135.3mAh/g。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 磷酸钴锂(LiCoPO4) 锌离子(Zn^2+)掺杂

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一种具有ESIPT和AIEE荧光探针的合成及对Zn^2+的识别 被引量：2

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作者 王鑫 李方霁 +2 位作者 钟克利 汤立军 边延江 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期609-614,共6页

利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过1H-NMR、13C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入... 利用2-氨基苯并噻唑和5-甲基-2-羟基间苯二甲醛合成了一种具有聚集荧光增强性质的简单高效的荧光探针M,通过1H-NMR、13C-NMR表征了其结构。探针M在545 nm处有最大吸收峰,在甲醇∶水(7∶3)的体系下,向探针M中加入金属阳离子,发现只有加入Zn^2+时,表现出明显的荧光增强且发射波长发生明显的蓝移现象,在495 nm处出现最强吸收峰,检测限为9.638×10^-6 M,具有较高的灵敏度和良好的识别效果。 展开更多

关键词 2-氨基苯并噻唑 5-甲基-2-羟基间苯二甲醛 锌离子 荧光探针

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C@MnO_(2)复合纳米纤维阴极的制备及在Zn^(2+)电池中的应用 被引量：2

5

作者 方雪松 熊杰 宋立新 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第5期41-48,共8页

为解决MnO_(2)在锌离子电池充放电中导电性差的问题,将MnO_(2)与碳纳米纤维复合以提高MnO_(2)的导电性,通过微观核壳结构的设计改善MnO_(2)充放电过程中的溶解问题。以静电纺丝和退火相结合的方法成功制备了碳纳米纤维,采用湿化学方法... 为解决MnO_(2)在锌离子电池充放电中导电性差的问题,将MnO_(2)与碳纳米纤维复合以提高MnO_(2)的导电性,通过微观核壳结构的设计改善MnO_(2)充放电过程中的溶解问题。以静电纺丝和退火相结合的方法成功制备了碳纳米纤维,采用湿化学方法和水热法使KMnO 4在碳纳米纤维的表面还原为MnO_(2)。XRD证实了α-MnO_(2)和β-MnO_(2)的存在且无杂质产生,SEM照片显示成功制备了核壳结构的C@MnO_(2)复合纳米纤维。电化学测试结果表明在0.1 A g恒流充放电下,循环100次仍有83%的容量保持率,且可提供163.89 mAh g的可观比容量。该长循环性能得益于碳纳米纤维与MnO_(2)的协同作用,导电性的碳纳米纤维作为骨架促进了电子转移动力学,而MnO_(2)纳米片提高了活性材料与电解液的接触面积,促进了Zn^(2+)扩散。此外,MnO_(2)与碳纳米纤维紧密连接在一起,形成了完整均一的结构也最大程度地改善了MnO_(2)在充放电过程中的体积变化与溶解问题。 展开更多

关键词 二氧化锰 碳纳米纤维 锌离子电池 水热法 阴极

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水杨醛席夫碱Zn^(2+)荧光探针的合成及性能研究 被引量：6

6

作者 李中燕 李元达 +2 位作者 杨芊之 张胜婷 袁霖 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2552-2557,共6页

设计合成了三种新型的席夫碱Zn^(2+) 荧光探针,5-氯水杨醛缩叔丁胺( L1 )、5-溴水杨醛缩叔丁胺( L2 )和5-硝基水杨醛缩叔丁胺( L3 ),结构均由^(1)H NMR、^(13)C NMR、IR和HRMS进行了表征。荧光光谱分析实验结果表明,相比于探针 L2和L3 ... 设计合成了三种新型的席夫碱Zn^(2+) 荧光探针,5-氯水杨醛缩叔丁胺( L1 )、5-溴水杨醛缩叔丁胺( L2 )和5-硝基水杨醛缩叔丁胺( L3 ),结构均由^(1)H NMR、^(13)C NMR、IR和HRMS进行了表征。荧光光谱分析实验结果表明,相比于探针 L2和L3 ,探针 L1 对Zn^(2+) 具有更好的选择性和灵敏度,检出限为66 nmol·L^(-1) ,远低于国标GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定的饮水中Zn^(2+) 含量的限量值。在0~10 μmol·L^(-1) 浓度的范围内,探针 L1 的荧光强度与Zn^(2+) 浓度可呈现良好的线性关系。同时,Job曲线证实探针 L1 与Zn^(2+) 以摩尔比2∶1络合,并通过核磁滴定、红外光谱实验和单晶结构进一步确定了 L1 与Zn^(2+) 络合机理。在活体生物Zn^(2+) 检测中,探针 L1 具有良好的生物相容性,表明其在水体及水体生物Zn^(2+) 检测中具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 水杨醛 席夫碱 锌离子 荧光探针 活体检测

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白藜芦醇通过Zn^(2+)促进自噬发挥心肌细胞保护作用 被引量：7

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作者 王培 马虎 +5 位作者 杨颖 刘天宇 郭佳宝 胡友成 贺永贵 习瑾昆 《中国药理学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1048-1054,共7页

目的探讨白藜芦醇(resveratrol,Res)是否通过锌离子(Zinc,Zn^(2+))促进自噬,抑制内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),发挥心肌细胞保护作用及可能的信号机制。方法常规培养H9c2细胞,2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)建立ER... 目的探讨白藜芦醇(resveratrol,Res)是否通过锌离子(Zinc,Zn^(2+))促进自噬,抑制内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),发挥心肌细胞保护作用及可能的信号机制。方法常规培养H9c2细胞,2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)建立ERS模型。随机分为Control组、2-DG组、Res+2-DG组、锌离子螯合剂TPEN+Res+2-DG组、自噬抑制剂3-MA+Res+2-DG组。MTT和CCK-8法检测细胞活性;Western blot法检测ERS分子伴侣蛋白葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、葡萄糖调节蛋白94(GRP94)和自噬蛋白LC3Ⅱ/Ⅰ、p62、p-AMPK的表达水平;免疫荧光检测LC3蛋白的表达;激光扫描共聚焦显微镜检测线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,mPTP)和细胞内Zn^(2+)水平。结果与Control组相比,2-DG使细胞活性降低,Res抑制2-DG引起的变化,此作用被TPEN所逆转;2-DG使GRP78、GRP94表达明显增多,Res抑制2-DG引起的变化,此作用被TPEN逆转;2-DG使LC3Ⅱ/Ⅰ、p-AMPK表达增多,p62表达减少,Res促进2-DG引起的变化,此作用被TPEN逆转;2-DG使LC3的荧光强度升高,Res增强2-DG的作用,此作用被TPEN和3-MA所逆转;2-DG使线粒体TMRE红色荧光及细胞内Zn^(2+)的绿色荧光强度明显降低,Res抑制2-DG引起的荧光强度变化,这些作用同样被TPEN和3-MA所逆转。以上结果差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论Res通过增加细胞内Zn^(2+)促进自噬,抑制ERS进而阻止mPTP的开放,发挥心肌细胞保护作用。 展开更多

关键词 白藜芦醇 2-脱氧葡萄糖 锌离子 自噬 内质网应激 心肌保护

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水系锌离子电池MnO_(2)正极材料的合成及其电化学性能研究综合教学实验设计 被引量：2

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作者 伊廷锋 张楠 +2 位作者 朱彦荣 王鹏飞 柳宗琳 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第12期162-169,共8页

设计了水系锌离子电池δ-MnO_(2)正极材料的合成及其电化学性能综合教学实验。采用共沉淀法制备了水钠锰矿型δ-MnO_(2)材料,借助XRD、SEM和HRTEM等现代检测分析方法培养学生的科学实验技能和实践创新能力,利用电化学性能表征培养学生... 设计了水系锌离子电池δ-MnO_(2)正极材料的合成及其电化学性能综合教学实验。采用共沉淀法制备了水钠锰矿型δ-MnO_(2)材料,借助XRD、SEM和HRTEM等现代检测分析方法培养学生的科学实验技能和实践创新能力,利用电化学性能表征培养学生利用理论知识解决实际问题的能力。结合水系锌离子电池水钠锰矿型δ-MnO_(2)正极材料形貌设计这一科技前沿进展,设计的这一综合性、创新性和可操作性电化学综合实验,能够使学生在开阔视野的同时培养创新思维能力和解决问题能力,有利于达成高素质应用型人才培养目标。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 δ-MnO_(2) 物理化学 综合实验

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离子液体辅助水热合成1T-MoS_(2)及其锌离子储存性能

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作者 王璐 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期133-139,共7页

采用离子液体辅助水热法,在碳布(CC)上合成了具有扩大层间距的1T-MoS_(2)纳米片阵列,对其结构形貌进行了表征,并研究了其锌离子储存性能.研究发现,作为水系锌离子电池正极材料,1T-MoS_(2)/CC在0.1 A/g电流密度下呈现出194.2 mA·h/... 采用离子液体辅助水热法,在碳布(CC)上合成了具有扩大层间距的1T-MoS_(2)纳米片阵列,对其结构形貌进行了表征,并研究了其锌离子储存性能.研究发现,作为水系锌离子电池正极材料,1T-MoS_(2)/CC在0.1 A/g电流密度下呈现出194.2 mA·h/g的放电比容量,且在1 A/g大电流密度下经750次循环后,仍可保持95.5%的容量保持率.1T-MoS_(2)/CC具有优异的锌离子储存性能可归因于:离子液体促进了1T相的形成,纳米阵列中的1T-MoS_(2)相含量约为78%,而高浓度1T相使其具有良好的电荷转移速率;离子液体插入1T-MoS_(2)层间使其层间距增至1.06 nm,可降低水合锌离子嵌入过程的能垒;碳布的三维结构可抑制MoS_(2)纳米片的聚集,从而促进了1T-MoS_(2)/CC与电解液间的充分接触. 展开更多

关键词 二硫化钼 1T相 离子液体 锌离子电池 水热合成

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1-乙酰基-3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-5-苯基-2-吡唑啉的合成及锌离子探针的研究 被引量：7

10

作者 杨安博 徐助雄 +2 位作者 吴婧 冯玉英 王炳祥 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1365-1368,共4页

设计合成了1-乙酰基-3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-5-苯基-2-吡唑啉(4),测试了其紫外光谱和荧光光谱,研究了其对锌离子的选择性识别作用.结果表明,化合物4作为锌离子荧光探针,受常见离子的干扰较小,对于锌离子有着较高的选择性和较低的... 设计合成了1-乙酰基-3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-5-苯基-2-吡唑啉(4),测试了其紫外光谱和荧光光谱,研究了其对锌离子的选择性识别作用.结果表明,化合物4作为锌离子荧光探针,受常见离子的干扰较小,对于锌离子有着较高的选择性和较低的检出限. 展开更多

关键词 1-乙酰基-3-(2-羟基-4 6-二甲氧基苯基)-5-苯基-2-吡唑啉 锌离子 荧光探针

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Ca_8Zn（SiO_4）_4Cl_2：Eu^（2＋），Mn^（2＋）荧光体中Mn^（2＋）的晶晶学格位及Eu^（2＋）－Mn^（2＋）间能量传递 被引量：2

11

作者 林海 刘行仁 +1 位作者 王敬伯 刘大涛 《吉林大学自然科学学报》 CSCD 1996年第4期91-94,共4页

合成了Ｃａ８Ｚｎ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ（２＋），Ｍｎ（２＋）荧光体，对荧光体进行了结构和光谱的测试与分析．结果表明，Ｍｎ（２＋）优先占据四面体配位的Ｚｎ格位，Ｅｕ（２＋）－Ｍｎ（２＋）之间存在着有效的能量传递．

关键词 氯硅酸锌钙 晶体学格位 能量传递 铕离子 锰离子

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P掺杂Co_(9)S_(8)@VS_(2)纳米管阵列的制备及其水性锌离子混合超级电容器性能研究 被引量：2

12

作者 张浩 刘梦洁 +1 位作者 钱惠 张惠 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期3136-3145,共10页

近年来,二硫化钒(VS_(2))作为一种具有二维层状结构的高表面活性的过渡金属硫化物而广泛地应用在锌离子电池(ZIBs)正极材料中。然而,VS_(2)的生长堆叠问题和低能量密度严重阻碍了其在储能设备中的应用。通过在Co_(9)S_(8)纳米管阵列(NT... 近年来,二硫化钒(VS_(2))作为一种具有二维层状结构的高表面活性的过渡金属硫化物而广泛地应用在锌离子电池(ZIBs)正极材料中。然而,VS_(2)的生长堆叠问题和低能量密度严重阻碍了其在储能设备中的应用。通过在Co_(9)S_(8)纳米管阵列(NTAs)表面包覆生长P掺杂VS_(2)纳米片的方式构建一种具有核壳异质结构的Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs,从而有效地避免了大块VS_(2)纳米片的堆积生长,使得层状VS_(2)被分散包覆在纳米管的表面;而且P掺杂增强了Co_(9)S_(8)纳米管与VS_(2)纳米之间异质结的导电性,提升了其比容量,进而提高了能量密度。因此,得益于纳米核壳结构与P掺杂改性的协同作用,制备的Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs在作为电容型正极与电池型锌负极组装成新型的锌离子混合超级电容器(ZHSCs)后获得了优异的电化学储能性能。前驱液中的磷源加入量为30μL/35 mL,2 mol/L ZnSO_(4)水系电解质中,Co_(9)S_(8)@P-VS_(2) NTAs(Co_(9)S_(8)@P-VS_(2)-30 NTAs)获得了一个高达6.72 F/cm^(2)的超高面积比电容(电流密度:2 mA/cm^(2)),远高于Co_(9)S_(8)@VS_(2) NTAs(2.98 F/cm^(2));在1.6 W/cm^(2)的功率密度下,其能量密度可以达到2.39 mWh/cm^(2);并且在1000个循环充放电后,其面积比容量仍能保持为初始比电容的74.26%,具有良好的循环稳定性。 展开更多

关键词 VS_(2) Co_(9)S_(8) P掺杂 过渡金属硫化物 核壳异质结构 锌离子混合超级电容器

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离子对高效液相色谱测定镉铅锌的5-硝基-2-[3-(4-磺苯偶氮苯)-1-三氮烯]苯胂酸配合物 被引量：3

13

作者 吴宪龙 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期104-106,共3页

以5-硝基-2-[3-(4-磺苯偶氮苯)-1-三氮烯]苯酸钠盐为柱前衍生试剂,在含3×10^(-3)mol·L^(-1)四丁基溴化铵和50mmOL·L^(-1)(pH 8.5)硼酸-氢氧化钠缓冲溶液的甲醇-水(68+32)流动相中,于505nm处,在C_(18)柱上于12min内实现... 以5-硝基-2-[3-(4-磺苯偶氮苯)-1-三氮烯]苯酸钠盐为柱前衍生试剂,在含3×10^(-3)mol·L^(-1)四丁基溴化铵和50mmOL·L^(-1)(pH 8.5)硼酸-氢氧化钠缓冲溶液的甲醇-水(68+32)流动相中,于505nm处,在C_(18)柱上于12min内实现了镉、铅、锌的同时分离测定,检出限(S/N=3)分别为0.6,0.2和1.2ng·ml^(-1)。方法灵敏度高,用于水样分析所得结果与推荐值相符,加标回收率为98.0％～102.7％。 展开更多

关键词 HPLC 高效液相色谱 镉 铅 锌 测定 分析

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NH_(4)^(+)扩层MoS2的制备及其储锌性能研究 被引量：1

14

作者 李涛 曹鹏飞 +4 位作者 胡力涛 夏勇 陈一 刘跃军 孙翱魁 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期79-86,I0008,I0009,共10页

二硫化钼(MoS_(2))作为水系锌离子电池的正极材料,受到锌离子(Zn^(2+))与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS_(2)的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn^(2+),导致MoS_(2)电极呈现出较低的放电比容量。本研究通... 二硫化钼(MoS_(2))作为水系锌离子电池的正极材料,受到锌离子(Zn^(2+))与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS_(2)的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn^(2+),导致MoS_(2)电极呈现出较低的放电比容量。本研究通过一种简单的氨水辅助水热法制备了NH_(4)+扩层的二硫化钼(MoS_(2)-N)电极,氨水分解产生的氨气在促进硫代乙酰胺水解和提供还原性S^(2–)的同时,还会产生大量NH_(4)+作为插层离子,将MoS_(2)的层间距由0.62 nm扩展至0.92 nm,进而大大降低了Zn^(2+)嵌入能垒(改性电极的电荷转移电阻Rct低至35Ω)。当电流密度为0.1 A·g^(–1)时,MoS_(2)-N电极的初始放电比容量相比未扩层的MoS_(2)电极提高了1倍,高达149.9 mAh·g−1。同时在1.0 A·g–1电流密度下放电比容量稳定在110 mAh·g–1左右,循环200圈后库仑效率将近100%。本研究提出的氨水辅助扩层法,丰富了提升MoS_(2)电化学性能的改性策略,为后续的正极材料开发提供了新的思路。 展开更多

关键词 MoS_(2) 氨水辅助扩层 正极材料 水系锌离子电池 二维材料

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低温水浴法制备钾离子预嵌层状MnO_(2)及其储锌性能 被引量：2

15

作者 刘起辉 傅焰鹏 +2 位作者 罗京 方桃 施志聪 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期768-776,共9页

本工作采用低温水浴法一步合成K^(+)预插层δ-MnO_(2)(K-δ-MnO_(2)),并应用于锌离子电池正极。一方面,K^(+)嵌入δ-MnO_(2)层间结构形成层间支柱,加固其层状结构,增强Zn^(2+)在MnO_(2)中的扩散能力,增大了储锌配位活性位点;另一方面,... 本工作采用低温水浴法一步合成K^(+)预插层δ-MnO_(2)(K-δ-MnO_(2)),并应用于锌离子电池正极。一方面,K^(+)嵌入δ-MnO_(2)层间结构形成层间支柱,加固其层状结构,增强Zn^(2+)在MnO_(2)中的扩散能力,增大了储锌配位活性位点;另一方面,水浴法在MnO_(2)结构中引入结构水,能有效屏蔽MnO_(2)结构对于Zn^(2+)的强静电排斥效应,从而使K-δ-MnO_(2)展现出良好的电化学性能。在0.3 A/g的电流密度下,放电比容量可达401.3 mAh/g;在3 A/g的电流密度下循环1200次后,容量保持率达到83.2%,循环性能优于同等条件下无预插层MnO_(2)(循环1200次后,容量保持率为55.4%)。进一步采用非原位XRD研究了K-δ-MnO_(2)充放电过程中电极结构的变化,揭示其储能机理为H^(+)和Zn^(2+)共插层机制。同时,利用碳纳米管(CNT)与K-δ-MnO_(2)复合,两者之间形成络合体,有效提高了导电性,进一步巩固层状结构。该复合材料展示了出色的循环性能,在3 A/g的电流密度下循环1200次后,仍有271.7 mAh/g的比容量,容量保持率高达98.6%。水浴法制备的K-δ-MnO_(2)展现了优秀的电化学性能,且该方法易于工业化生产,在水系锌离子电池正极材料的应用方面具备极大的潜力。 展开更多

关键词 预插层 δ-MnO_(2) CNT 锌离子电池

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硫掺杂调控VO_(2)用于锌离子电池正极材料 被引量：1

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作者 王渐飞 嵇新鹏 +3 位作者 孙佳龙 安梓源 韩曼舒 陈明华 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期296-300,共5页

在储能领域,锌离子电池因具有成本低、安全性高和环境友好等优势逐渐受到科研人员青睐。然而,能量密度低和循环寿命较短限制了其进一步的发展和应用。针对以上问题,设计并制备了硫掺杂的VO_(2)正极材料,通过调控硫化时间和硫的掺杂含量... 在储能领域,锌离子电池因具有成本低、安全性高和环境友好等优势逐渐受到科研人员青睐。然而,能量密度低和循环寿命较短限制了其进一步的发展和应用。针对以上问题,设计并制备了硫掺杂的VO_(2)正极材料,通过调控硫化时间和硫的掺杂含量,实现其电化学性能的优化。硫原子的引入不仅能够改善电极材料的导电性,还可促进材料内部电荷重新分布,增强电荷存储能力,实现优异的锌离子储能特性。结果表明:所制S-VO_(2)电极在0.1A/g的电流密度下初始容量为264.8mAh/g,循环30圈仍可保持262.5mAh/g的比容量。同时,在2A/g大电流密度下的长循环测试中,其容量为109mAh/g未发生明显衰减。反应动力学分析表明,S-VO_(2)主要以赝电容贡献为主导。以上研究为锌离子电池的设计与优化提供了新的参考和实验支撑。 展开更多

关键词 VO_(2) S掺杂 赝电容 电池动力学性能 水系锌离子电池

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pH值调控对(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)电极材料储锌性能的影响 被引量：1

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作者 卢超 杨智 +3 位作者 汪玉洁 丁艺 向薪程 张垚 《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2022年第5期1-7,共7页

水系锌离子电池因其低成本、安全环保等优点在大规模储能领域有着广泛的应用前景,开发出高性能的正极材料至关重要。本文采用简易的水热法制备(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)正极材料,分析不同pH值条件下所合成材料的结构及储锌性能。试验结果... 水系锌离子电池因其低成本、安全环保等优点在大规模储能领域有着广泛的应用前景,开发出高性能的正极材料至关重要。本文采用简易的水热法制备(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)正极材料,分析不同pH值条件下所合成材料的结构及储锌性能。试验结果显示,pH值对材料的结晶度与相纯度有着较大影响,其中pH=4.5时样品的结晶度和相纯度最高,展现出最佳的电化学性能:在0.1、0.2、0.5、1、2和5 A·g^(-1)电流密度下的可逆容量分别达到385.1、338.8、276.7、232.00、199.5和158.1 mAh·g^(-1),并且在5 A·g^(-1)大电流密度下循环5000次后仍保有121.8 mAh·g^(-1)的放电容量,容量保持率高达86.5%;研究结果表明,纯相(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)优良的循环稳定性及倍率特性得益于其晶体结构中NH_(4)^(+)对VO层的支撑作用及其在大电流密度下的较高赝电容贡献率。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 钒基化合物 正极材料 (NH_(4))_(2)V_(4)O_(9) pH值 电化学性能 储锌性能

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一种新型水系锌离子电池正极材料NiCo_(2)O_(4)的制备和电化学性能 被引量：1

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作者 吴渺 赵贵青 +1 位作者 仇中柱 王保峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1019-1025,共7页

水系锌离子电池的能量密度高、稳定性好、安全系数高。NiCo_(2)O_(4)材料作为双过渡金属氧化物,其导电性能和电化学活性都很出色,本工作首次采用NiCo_(2)O_(4)材料作为水系锌离子电池的正极。采取了溶胶-凝胶法加煅烧热方法制备出立体... 水系锌离子电池的能量密度高、稳定性好、安全系数高。NiCo_(2)O_(4)材料作为双过渡金属氧化物,其导电性能和电化学活性都很出色,本工作首次采用NiCo_(2)O_(4)材料作为水系锌离子电池的正极。采取了溶胶-凝胶法加煅烧热方法制备出立体尖晶石状的NiCo_(2)O_(4)材料,借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析技术(EDS)和电化学技术等表征测试手段,分析这种新型水系锌离子电池正极材料的形貌和电化学性能。结果表明,立体尖晶石状的NiCo_(2)O_(4)材料有着优良的纯度和结晶性,颗粒分散均匀,没有团聚,无杂质且具有良好稳定的充放电性能。电极在100 mA/g电流密度下,首次放电比容量为92 mA·h/g,100圈充放电测试后放电比容量为60 mA·h/g,200圈后,放电比容量保持在44 mA·h/g。但在循环倍率测试中发现,当电流密度较大时,NiCo_(2)O_(4)电极产生了27 mA·h/g的衰减,在一定程度上有着不可逆的冲击破坏。本研究有助于推动水性锌离子电池电极的应用,为高性能水性锌离子电池电极材料的研发提供实验依据。 展开更多

关键词 水系锌离子电池 正极材料 NiCo_(2)O_(4) 溶胶凝胶法

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基于QCM的工业废水中重金属检测 被引量：1

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作者 王艳 赵宝瑞 +2 位作者 李冲 曾禹 吕天奕 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期125-127,131,共4页

锌离子(Zn^(2+))的检测涉及到食品,水土环境,人体病理等多方面人类安全问题,越发受到国内外学者的关注。为方便且准确地检测排放污水中Zn^(2+)是否达标,采用涂覆能够特异性吸附Zn^(2+)的含醚键离子交换树脂薄膜到石英晶体微天平(QCM)电... 锌离子(Zn^(2+))的检测涉及到食品,水土环境,人体病理等多方面人类安全问题,越发受到国内外学者的关注。为方便且准确地检测排放污水中Zn^(2+)是否达标,采用涂覆能够特异性吸附Zn^(2+)的含醚键离子交换树脂薄膜到石英晶体微天平(QCM)电极上,制备了重金属传感器。通过测量QCM的共振频移,研究了传感器的选择特性,检测精度,检测响应时间和重复性。实验结果表明:制备的涂覆含醚键树脂薄膜石英晶体传感器频率随Zn^(2+)的含量变化明显,检测精确度约为95%,可重复多次检测,检测时长适度。该传感器研究成果在重金属实际检测方面中有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 石英晶体微天平 锌离子 含醚键离子交换树脂 传感器

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PVC/OHA/D2EHPA基膜增强型聚合物包容膜的制备及性能评价

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作者 李晨 贾悦 +1 位作者 吕晓龙 陈华艳 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1386-1392,共7页

为解决聚合物包容膜(PIM)传输效率低的问题,制备了一种以聚氯乙烯(PVC)为基体,N-羟基正辛酰胺(OHA)和二(2-乙基己基)磷酸酯(D2EHPA)为固、液载体的基膜增强型PIM。OHA作为固体载体固定于基膜孔道内,利用其与D2EHPA的协同作用实现高效传... 为解决聚合物包容膜(PIM)传输效率低的问题,制备了一种以聚氯乙烯(PVC)为基体,N-羟基正辛酰胺(OHA)和二(2-乙基己基)磷酸酯(D2EHPA)为固、液载体的基膜增强型PIM。OHA作为固体载体固定于基膜孔道内,利用其与D2EHPA的协同作用实现高效传质。对制备的基膜增强型PIM进行了SEM、EDS、FTIR、XPS表征,对其传质性能进行了考察。结果表明,铸膜液组分为22% OHA+17% D2EHPA+61% PVC(百分数均为质量分数)的基膜增强型PIM(M-3膜)对质量浓度为50mg/L的ZnSO_(4)(pH=5.6乙酸缓冲溶液配制)的10 h回收效果最佳,萃取率和反萃率分别为59.86%和51.10%。5个周期的运行实验中,M-3膜的初始传质通量为587.36mg/(m^(2)·h),约是仅包含液相萃取剂PIM(M-1膜)初始传质通量[312.64mg/(m^(2)·h)]的2倍。5个循环周期结束后,M-3膜的传质通量仍高于仅包含液相萃取剂PIM初始传质通量。 展开更多

关键词 萃取 聚合物包容膜 N-羟基正辛酰胺 二(2-乙基己基)磷酸酯 锌离子 功能材料

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