2001-2020年秦岭北麓NPP时空格局及驱动因素分析 被引量：2

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作者 郭昭 师芸 +2 位作者 刘铁铭 张雨欣 闫永智 《生态环境学报》 北大核心 2025年第3期401-410,共10页

为探究秦岭北麓植被NPP的分布状况、演变规律及驱动因素,准确评估秦岭北麓植被生产能力,实现区域生态可持续发展,达成碳中和提供参考依据。利用改进CASA模型对秦岭北麓2001-2020年植被NPP进行估算,并利用趋势分析法、相关性分析法以及... 为探究秦岭北麓植被NPP的分布状况、演变规律及驱动因素,准确评估秦岭北麓植被生产能力,实现区域生态可持续发展,达成碳中和提供参考依据。利用改进CASA模型对秦岭北麓2001-2020年植被NPP进行估算,并利用趋势分析法、相关性分析法以及地理探测器对研究区植被NPP的时空演变特征和驱动因素进行研究。结果表明,秦岭北麓2001-2020年植被NPP呈波动上升的趋势,年均NPP为719.50 g·m^(−2)(以C计,下同),空间分布呈现南高北低的分布格局,季节差异明显,夏季NPP最高,约占全年NPP总量的51.13%;降雨、气温和太阳辐射3种气候因子与植被NPP整体呈现正相关关系,正相关区域占比分别为73.26%、65.81%、87.15%;植被NPP受多种驱动因子共同影响,从单一影响因子来看,气温、海拔以及降水是驱动秦岭北麓NPP变化的主要因子,其q值分别为0.68、0.61、0.56,从双因子交互来看,气温和土地利用类型交互作用下对NPP变化的解释力更强,其q值为0.73,从不同修复单元来看,不同影响因素对不同修复单元内植被NPP驱动力大小并不相同,反应了植被NPP对不同影响因子的响应具有显著的区域差异性和复杂性。研究结果可为秦岭北麓植被监测、生态环境保护提供科学参考。 展开更多

关键词 植被净初级生产力 时空变化 相关分析 驱动因素 地理探测器 秦岭北麓

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铜绿假单胞菌降解两种新疆低阶煤的最优工艺条件探究及产物分析

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作者 刘娇阳 刘向荣 +2 位作者 木欣凯 李恒宇 段建政 《应用化工》 北大核心 2025年第3期630-638,共9页

利用铜绿假单胞菌对新疆低阶煤储量丰富的乌东和大南湖矿区低阶煤进行微生物降解研究,单因素和正交实验显示,铜绿假单胞菌降解乌东和大南湖低阶煤的最优工艺条件煤浆浓度均为0.7 g/50 mL(培养基),菌液用量和降解时间分别为11 mL/50 mL,3... 利用铜绿假单胞菌对新疆低阶煤储量丰富的乌东和大南湖矿区低阶煤进行微生物降解研究,单因素和正交实验显示,铜绿假单胞菌降解乌东和大南湖低阶煤的最优工艺条件煤浆浓度均为0.7 g/50 mL(培养基),菌液用量和降解时间分别为11 mL/50 mL,3 mL/50 mL和12,16 d,此时最大降解率分别为45.36%和39.43%。乌东低阶煤降解后的液相产物中酯类含量最多,为40.50%;大南湖低阶煤降解后的液相产物烷烃类含量最多,为53.50%。乌东低阶煤降解后,煤样含氧结构参数C′值和羰基基团的相对含量结构参数A(GL)/A_总值分别降低了78.05%和67.63%,大南湖低阶煤降解后,煤样脂肪族结构参数A(CH_(2))/A(CH_(3))值降低了53.95%,表明对于乌东低阶煤,铜绿假单胞菌主要降解了其含氧基团,而对于大南湖低阶煤,主要降解了其烷基侧链。 展开更多

关键词 新疆低阶煤 铜绿假单胞菌 微生物降解 工艺条件 降解产物

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2种细菌降解蒙东褐煤产腐植酸的研究 被引量：1

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作者 赵顺省 申义锋 +2 位作者 石晨 刘向荣 杨再文 《中国煤炭》 北大核心 2024年第3期110-123,共14页

通过单因素实验和正交实验分别得到假单胞菌属和粪产碱杆菌降解蒙东褐煤提取生物腐植酸的最优条件,将此条件下所得的2种生物腐植酸与利用碱性萃取剂法得到的化学腐植酸通过UV-vis、FTIR、XPS及营养元素检测等方法进行对比分析。研究结... 通过单因素实验和正交实验分别得到假单胞菌属和粪产碱杆菌降解蒙东褐煤提取生物腐植酸的最优条件,将此条件下所得的2种生物腐植酸与利用碱性萃取剂法得到的化学腐植酸通过UV-vis、FTIR、XPS及营养元素检测等方法进行对比分析。研究结果显示,假单胞菌属对蒙东褐煤氧化煤的最优降解条件为煤浆浓度0.5g/50mL、提取时间14d、菌液用量2mL/50mL,粪产碱杆菌对蒙东褐煤氧化煤的最优降解条件煤浆浓度0.5g/50mL、提取时间12d、菌液用量4 mL/50 mL,2种细菌对生物腐植酸的最高产率分别为35.39%和38.26%,这表明粪产碱杆菌对蒙东褐煤的降解效果好于假单胞菌属;对照组碱提取法对化学腐植酸最高产率为42.89%。UV-vis和FTIR分析表明,2种生物腐植酸的分子量、芳香度以及含氧官能团的总数量要小于化学腐植酸;XPS分析表明2种生物腐植酸中含氧官能团的种类数大于化学腐植酸,同时2种生物腐植酸中的碳元素的存在形式与化学腐植酸也有较大差异;营养元素检测表明2种生物腐植酸中的N、P、K、Ca、Mg的含量远大于化学腐植酸。 展开更多

关键词 细菌降解 腐植酸 蒙东褐煤 假单胞菌属 粪产碱杆菌

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新疆黑山低阶煤镜质组的分离及其微生物降解研究 被引量：1

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作者 许慧 刘向荣 +1 位作者 刘永清 木欣凯 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1264-1269,共6页

利用重液离心法分离出新疆黑山低阶煤中的镜质组,采用土壤水微菌对低阶煤镜质组进行降解实验。通过偏光显微镜分析结果可知,镜质组的最佳分离密度区间为1.15~1.20 kg/m^(3),此区间内镜质组的富集产率达到92.50%。土壤水微菌降解镜质组... 利用重液离心法分离出新疆黑山低阶煤中的镜质组,采用土壤水微菌对低阶煤镜质组进行降解实验。通过偏光显微镜分析结果可知,镜质组的最佳分离密度区间为1.15~1.20 kg/m^(3),此区间内镜质组的富集产率达到92.50%。土壤水微菌降解镜质组的最佳工艺条件为:煤浆浓度0.60 g/50 mL培养基,菌液用量8 mL/50 mL培养基,降解时间13 d,此时降解率为24.35%。FTIR分析和XRD分析结果表明,微生物降解后,镜质组的脂肪烃、芳香烃吸收峰减弱,羧基和硝基的吸收峰消失,芳香层间距增加,芳香层数减小,说明镜质组中的有机大分子已被土壤水微菌降解为小分子。GC-MS分析结果表明,镜质组的液相产物中主要含有脂肪烃、芳香烃、酯类和胺类等小分子物质,其中脂肪烃类物质的含量最高。 展开更多

关键词 新疆黑山煤 镜质组 土壤水微菌 微生物溶煤 工艺条件

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基于日本假单胞菌超声破碎液对新疆乌东低阶煤的降解 被引量：9

5

作者 吴昊 刘向荣 +3 位作者 石晨 杨杰 赵顺省 杨再文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3138-3147,共10页

低阶煤的微生物降解过程条件温和、能耗低,是煤炭绿色转化的途径之一,但降解率较低、降解时间较长的难题阻碍了其工业化的进程。近年的研究发现微生物主要是利用其分泌的胞外液来降解煤,但胞外液的提取过程繁杂,不利于工业生产。因此,... 低阶煤的微生物降解过程条件温和、能耗低,是煤炭绿色转化的途径之一,但降解率较低、降解时间较长的难题阻碍了其工业化的进程。近年的研究发现微生物主要是利用其分泌的胞外液来降解煤,但胞外液的提取过程繁杂,不利于工业生产。因此,本实验选取对煤降解能力较好的日本假单胞菌,采用超声波对其进行破碎获取菌种超声破碎液,利用超声破碎液降解新疆乌东低阶煤,并以未经处理的菌种细胞培养液作为对照。结果显示:当日本假单胞菌生长状态处于稳定期及稳定期以后时,进行超声波破碎细胞培养液,所获得的破碎液对煤样有较好的降解效果;选取培养60 h达到稳定期的菌种进行超声波破碎,破碎液对煤样的降解率为48.97%,较对照组提高了13.13%。细胞培养液主要依靠分泌的胞外液降解煤,而菌种超声破碎液中既含有胞外液又含有胞内液,GC-MS分析可知,胞外液和胞内液组成相似,主要为胺类和醇类等物质,因此,菌种经超声波破碎后,胞内液释放,胞外液和胞内液共同参与了降解过程,从而提高了煤样的降解率。采用FTIR、XRD、低温N_(2)吸附和GC-MS对降解后的固、液相产物进行分析,与对照组相比发现:日本假单胞菌超声破碎液对煤样分子结构中羟基、羧基和酯基等官能团的降解作用更强,从而使微晶结构中芳香层片的间距更大,堆砌高度更低,碳层数更少,并且固相产物中19~23 nm微孔所对应的比表面积增加;液相产物的物质种类数增加,主要成分为烷烃、酮、醇和酯类等,分子量为154~546。利用菌种超声破碎液代替细胞活体降解低阶煤,不仅提高了煤样的降解率,还为低阶煤生物降解的工业化提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 日本假单胞菌 低阶煤 菌种超声破碎液 降解 产物表征

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两种细菌降解新疆大南湖褐煤的最优工艺条件 被引量：10

6

作者 周静 刘向荣 +3 位作者 赵顺省 杨再文 代爱萍 卢璇 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期10-21,共12页

利用8 mol/L的硝酸溶液对新疆大南湖褐煤原煤进行氧化预处理,采用冷湖游动微菌和格尔木马赛菌两种细菌对氧化煤进行降解实验,通过单因素和正交实验探索了培养方式、煤样粒度、接种量、煤浆质量浓度和降解时间对降解效果的影响,获得了冷... 利用8 mol/L的硝酸溶液对新疆大南湖褐煤原煤进行氧化预处理,采用冷湖游动微菌和格尔木马赛菌两种细菌对氧化煤进行降解实验,通过单因素和正交实验探索了培养方式、煤样粒度、接种量、煤浆质量浓度和降解时间对降解效果的影响,获得了冷湖游动微菌降解的最优工艺条件:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm-0.125 mm,接种量为15 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.5 g/50 mL培养基,降解时间为14 d,降解率达51%;格尔木马赛菌降解的最优工艺条件为:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm-0.125 mm,接种量为2 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.4 g/50 mL培养基,降解时间为16 d,降解率达59%,格尔木马赛菌是降解新疆大南湖褐煤的优势菌。利用红外光谱、热重和N 2吸附对原煤、氧化煤和剩煤进行表征,发现经硝酸作用后,氧化煤中C O和N O振动峰增多,热稳定性降低,孔隙结构改变,平均孔径增大,有利于细菌降解;细菌作用后,未降解的剩煤中N O和C O官能团减少,热稳定性提高,孔径增大。采用气相色谱-质谱联用技术对降解液相产物进行分析,结果显示,两种细菌降解液相产物中的化合物组成相似,主要含有烷烃类、芳香烃类、酯类等小分子物质,相对分子质量在40-408之间。基于固液相产物分析,推测出优势菌格尔木马赛菌降解新疆大南湖褐煤是多种机理共同作用的结果。 展开更多

关键词 新疆大南湖褐煤 冷湖游动微菌 格尔木马赛菌 微生物降解 工艺条件

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煤泥不同预处理方式对其微生物降解过程的影响研究 被引量：5

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作者 皇甫燕燕 刘向荣 +2 位作者 石晨 杨再文 赵顺省 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期81-91,共11页

利用超声波、硝酸及超声波→硝酸3种方式分别对煤泥进行预处理,得到超声波预处理煤泥(CMN)、硝酸预处理煤泥(XMN)和超声波→硝酸预处理煤泥(CXMN),再采用苍白杆菌属对预处理前后的煤泥进行微生物降解,研究煤泥预处理方式对煤泥微生物降... 利用超声波、硝酸及超声波→硝酸3种方式分别对煤泥进行预处理,得到超声波预处理煤泥(CMN)、硝酸预处理煤泥(XMN)和超声波→硝酸预处理煤泥(CXMN),再采用苍白杆菌属对预处理前后的煤泥进行微生物降解,研究煤泥预处理方式对煤泥微生物降解过程的影响。实验结果表明:经过预处理的煤泥微生物降解效果均比未经预处理的煤泥(MN)微生物降解效果好,其中CXMN的降解率最高,为30.03%,超声波→硝酸预处理方式中超声波所用功率为200 W,时间为2 min,硝酸的浓度为8 mol/L;通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)对原煤泥及不同预处理方式后的煤泥进行表征,发现经过预处理的煤泥芳香度、芳香环缩合度均降低,含氧官能团含量均增加,说明超声波和硝酸可以破坏煤泥中的芳香环结构、降低芳香环缩合度、增加煤泥表面含氧官能团含量;扫描电镜分析结果发现,CMN出现裂缝,XMN出现层状结构,CXMN呈粉末状,不同方式预处理后煤泥结构的改变有利于煤泥与微生物接触,从而提高煤泥的降解率;氮吸附分析结果发现,CMN与MN相比,孔径减小、孔体积增大、孔隙率增加,XMN孔体积和孔径较MN孔体积和孔径变化不大,CXMN孔体积和孔径较CMN孔体积和孔径均增大;采用气相色谱-质谱联用仪对不同预处理方式煤泥降解的液相产物进行表征,发现苍白杆菌属降解不同方式预处理后煤泥液相产物中的化合物组成相似,都包含烷烃类、酯类、醛酮类、羧酸类等物质。 展开更多

关键词 煤泥 苍白杆菌属 预处理方式 生物降解 降解率

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咪唑类离子液体中阴离子对新疆褐煤阻燃性能 被引量：4

8

作者 宋长磊 刘向荣 +1 位作者 赵顺省 杨再文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期470-480,共11页

离子液体作为新型的煤炭阻燃剂,可通过破坏煤中的活性官能团,从根本上解决煤自燃的问题。采用两步法合成了4种阴离子不同的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟化盐([BMIM][F],Ⅰ)、1-丁基3-甲基咪唑三氟乙酸盐([BMIM][CF3COO],Ⅱ)、1-丁... 离子液体作为新型的煤炭阻燃剂,可通过破坏煤中的活性官能团,从根本上解决煤自燃的问题。采用两步法合成了4种阴离子不同的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟化盐([BMIM][F],Ⅰ)、1-丁基3-甲基咪唑三氟乙酸盐([BMIM][CF3COO],Ⅱ)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4],Ⅲ)和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF6],Ⅳ)。通过核磁共振(NMR)和红外光谱(FTIR)对其进行了表征,结果表明核磁共振和红外光谱各吸收峰与目标离子液体相同。将4种离子液体与新疆褐煤在50℃条件下作用8 h,利用热重技术研究了离子液体中阴离子对新疆褐煤的阻燃性能,发现经离子液体处理后,煤样的干裂温度点、着火点和最大失重速率点均增大,自燃过程的失重百分比均减小,4种阴离子对煤的阻燃能力大小为[PF6]->[BF4]->[CF3COO]->[F]-,此顺序与阴离子中氟原子数量和离子半径从大到小的变化规律一致,原因是阴离子中氟原子数量越多,对-OH的诱导效应越强;且离子半径越大,与诱导产生的H+结合能力越强,阴离子的破坏能力也就越强。其中阻燃效果最好的Ⅳ将煤样的干裂温度点由145.8℃提高到173.4℃,着火点由349.6℃提高到380.2℃,最大热失重速率点由440.0℃提高到480.0℃,自燃过程的失重百分比由92.3%降低到80.7%。红外光谱显示,离子液体处理后煤样中的羟基官能团含量相比于原煤均降低,说明离子液体通过破坏煤中的羟基官能团达到阻燃的目的,破坏能力大小顺序为Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ。结果可为设计阻燃效果更佳的离子液体提供借鉴。 展开更多

关键词 新疆褐煤 咪唑类离子液体 阴离子 阻燃规律 热重

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基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的PM_(2.5)浓度预测 被引量：15

9

作者 赵侃 师芸 +1 位作者 牛敏杰 王虎勤 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第10期44-48,104,共6页

针对传统BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部极值等问题,本文采用分段线性混沌映射(PWLCM)和萤火虫算法(FA)改进麻雀搜索算法(SSA),并优化BP神经网络模型初始权值和阈值,对西安市PM_(2.5)浓度进行预测。通过比较不同模型预测结果的... 针对传统BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部极值等问题,本文采用分段线性混沌映射(PWLCM)和萤火虫算法(FA)改进麻雀搜索算法(SSA),并优化BP神经网络模型初始权值和阈值,对西安市PM_(2.5)浓度进行预测。通过比较不同模型预测结果的评价指标,并与性能较优的SSA-BP模型对比,ISSA-BP模型预测结果的RMSE、MAPE、MAE分别下降了3.70、3.73、3.34。试验结果表明,改进后的麻雀搜索算法具有高效的全局最优搜索能力,优化后的ISSA-BP神经网络预测稳定性高,精度优于BP、SSA-BP神经网络模型,可用于预测PM_(2.5)浓度。 展开更多

关键词 麻雀搜索算法 分段线性混沌映射 萤火虫算法 BP神经网络 PM_(2.5)浓度预测

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友好戈登氏菌降解内蒙古白音华褐煤的工艺条件探究 被引量：8

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作者 石晨 刘向荣 胡雪华 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2113-2119,共7页

利用友好戈登氏菌对内蒙古白音华褐煤进行降解,考察了煤浆浓度、菌液用量、降解时间和培养方式对降解效果的影响。结果表明,当煤浆浓度为0.6 g/50 mL培养基,菌液用量为9 mL/50 mL培养基,降解时间为21 d,培养方式为摇床培养,降解效果最佳... 利用友好戈登氏菌对内蒙古白音华褐煤进行降解,考察了煤浆浓度、菌液用量、降解时间和培养方式对降解效果的影响。结果表明,当煤浆浓度为0.6 g/50 mL培养基,菌液用量为9 mL/50 mL培养基,降解时间为21 d,培养方式为摇床培养,降解效果最佳,降解率为57%。利用红外光谱、热重和X-射线衍射等手段对原煤、氧化煤和固相产物进行了表征,发现硝酸作用后,氧化煤的羟基振动峰增加,芳香环振动峰减弱,晶核和缩聚程度下降,热稳定性降低,有利于微生物降解。微生物作用后,固相产物的芳香环、羰基和硝基的吸收峰减弱,芳香层间距增加,微晶直径、微晶高度和芳香层数减小,热稳定性增加。气质联用色谱对液相产物组成分析。结果表明,液相产物中主要含有烷烃类、羧酸类和醛酮类等小分子物质。 展开更多

关键词 白音华褐煤 友好戈登氏菌 煤的微生物降解 工艺条件

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Google Earth Engine平台下秦岭地区植被覆盖时空变化分析 被引量：5

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作者 赵侃 师芸 牛敏杰 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第5期49-55,共7页

秦岭地区植被覆盖动态变化对其生态环境有重要影响。本文利用Google Earth Engine云平台,选取1986—2019年Landsat TM/OLI地表反射率数据,结合像元二分模型估算秦岭地区植被覆盖度(FVC);通过年际变化斜率、变异系数、Hurst指数等评价指... 秦岭地区植被覆盖动态变化对其生态环境有重要影响。本文利用Google Earth Engine云平台,选取1986—2019年Landsat TM/OLI地表反射率数据,结合像元二分模型估算秦岭地区植被覆盖度(FVC);通过年际变化斜率、变异系数、Hurst指数等评价指标,对FVC的时空变化、稳定性和持续性变化进行分析。此外,探究FVC与气温、降雨的耦合关系,并分析土地利用变化对FVC的影响。结果表明:34年间,秦岭地区FVC整体上呈现良好的状况,中高等及以上植被覆盖区达73.11%;FVC由1986年的62.86%增长到2019年的70.01%,植被活动在不断增强;FVC的变异系数均值为0.34,标准差为0.45,其稳定性与其空间分布呈高度自相关性;秦岭地区的植被覆盖变化受气候变化和人为因素的共同影响。 展开更多

关键词 Google Earth Engine云平台 秦岭 植被覆盖度 时空变化

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α-Fe_(2)O_(3)/炭纳米纤维电极材料的制备及其电化学性能分析

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作者 林港 张亚婷 +4 位作者 张娜娜 张婷 索轲 李可可 朱由余 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期127-131,139,共6页

采用电沉积技术将α-Fe_(2)O_(3)均匀负载在静电纺丝炭纳米纤维上,制备α-Fe_(2)O_(3)/炭纳米纤维复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及物理吸附对复合材料进行形貌和结构分析,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗技... 采用电沉积技术将α-Fe_(2)O_(3)均匀负载在静电纺丝炭纳米纤维上,制备α-Fe_(2)O_(3)/炭纳米纤维复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及物理吸附对复合材料进行形貌和结构分析,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗技术考察其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明:α-Fe_(2)O_(3)/炭纳米纤维(α-Fe_(2)O_(3)/CNF-3)复合材料相比单纯炭纳米纤维(CNF)有着更丰富的介孔结构,有利于离子和电子的低电阻传输。同时,α-Fe_(2)O_(3)/CNF-3复合电极材料结合了双电层电容和赝电容的优良性能,在电流密度为1A/g下,电解液为6mol/L KOH时,其比电容值可达330.1F/g,是炭纳米纤维电极的3.76倍,并且经过8000次循环后仍能保持91.45%,具有较好的稳定性。 展开更多

关键词 炭纳米纤维 α-Fe_(2)O_(3) 电沉积 电极材料

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