当期目录

2011年 第17卷 第4期    刊出日期：2011-11-28

上一期    下一期

综述



锂离子电池电化学反应模型研究进展浅析

王大为, 李东江, 李军, 杨勇

2011, 17(4):  355-362.  doi:10.61558/2993-074X.2854

摘要 ( 5695 )   PDF (3093KB) ( 2389 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

锂离子电池已成为重要的电化学能源储存设备，其性能的评估与监测对实际应用有着重要的指导意义。锂离子电池电化学反应模型是评估电池性能的有效手段。本文介绍了文献中依据电化学反应、离子扩散及电迁移过程建立的原始物理模型，通过引入电极副反应，两相反应，应力和能量等因素，进一步发展的锂离子电池电化学反应模型。较详细的说明了这些模型的电池充放电过程、锂离子浓度分布、电流分布、电极材料荷电状态、应力及循环容量衰减等模拟在电池实际运行中的应用。简要的介绍了物理模型的数学处理和简化，比较了各种处理方法的优缺点。

研究快讯



锂离子电池纳米氧化镍负极的制备及应用

白成栋, 张琦, 陈嘉嘉, 郑明森, 董全峰

2011, 17(4):  363-365.  doi:10.61558/2993-074X.2855

摘要 ( 3651 )   PDF (1374KB) ( 2051 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

通过水热法制备了纳米氧化镍，并观察了样品形貌及研究电极电化学性能。在水热合成过程加入表面活性剂，可形成疏松多孔，表面呈蜂窝状，颗粒均匀（100-200nm）的纳米氧化镍。结果表明：0.1A/g电流密度，纳米NiO电极首周期放电比容量高达2385.7 mAh/g， 100周期之后电极比容量仍然稳定于1100mAh/g。2.0A/g电流密度，电极放电比容量为600mAh/g。又调回0.1A/g电流密度，电极放电比容量仍可恢复至1050mAh/g。该电极有优异的循环寿命和倍率性能。

庆祝2011国际化学年



有机电化学合成简谈

王欢, 陆嘉星

2011, 17(4):  366-372.  doi:10.61558/2993-074X.2856

摘要 ( 3539 )   PDF (2514KB) ( 2669 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文简要介绍了有机电化学合成的体系，研究方法和技术及主要特征。以C=C类物质为例介绍了有机电化学合成中的各类反应，并以己二腈的电合成为例介绍了相应的工业化应用。试图以CO2的电化学固定利用为例介绍了有机电化学合成的研究动向。

研究论文



阵列参比电极法研究316不锈钢焊缝腐蚀行为

杨旺火, 胡融刚, 叶陈清, 杭纬, 李宁, 林昌健

2011, 17(4):  373-379.  doi:10.61558/2993-074X.2857

摘要 ( 4326 )   PDF (3157KB) ( 1717 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

应用自行研制的阵列参比电极技术，原位测量316不锈钢焊接样品在12%FeCl3溶液中的腐蚀电位分布，观察分析金相结构，同时利用电化学极化曲线、交流阻抗技术和扫描Kelvin探针对316不锈钢焊缝腐蚀作跟踪检测，并与阵列参比电极技术测量结果进行比较。结果表明，经焊接的316不锈钢样品在12%FeCl3溶液中，最初时刻焊缝区发生优先腐蚀，而母材区保持钝化状态；随着测量时间的延长，焊缝区域电位不断负移，局部腐蚀加剧，并达到最大值；经45min浸渍后，母材个别区域电位也发生负移，并发生腐蚀。阵列参比电极检测的结果与扫描Kelvin探针（SKP）检测的结果具有可比性，金属焊接过程产生的材料组织和成分的变化是导致316不锈钢焊接样品发生局部腐蚀的主要原因。



锦纶织物无钯活化化学镀银工艺及性能研究

孟云, 赵亚萍, 蔡再生

2011, 17(4):  380-387.  doi:10.61558/2993-074X.2858

摘要 ( 4761 )   PDF (2612KB) ( 2076 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

应用无钯活化化学镀方法在预制聚苯胺层的锦纶织物上沉积金属银，研究了化学镀条件（主盐硝酸银、还原剂葡萄糖、络合剂氨水、氢氧化钠用量、温度和时间）对金属沉积速率和织物方阻的影响，优化化学镀的最佳工艺为：硝酸银12g/L，葡萄糖 2.8g/L，氨水100ml/L，氢氧化钠8g/L，温度30℃，时间 50min。同时讨论了聚苯胺中间层对金属银晶粒尺寸、织构系数和耐腐蚀等性能影响，结果表明，以聚苯胺作锦纶织物施镀中间层可有效提高金属化织物的导电、耐腐蚀以及耐洗等性能。



钛表面超亲超疏性构筑及其对抗菌性影响

王国玮, 黄巧玲, 胡仁, 林昌健, 王浩, 张立海, 唐佩福

2011, 17(4):  388-392.  doi:10.61558/2993-074X.2859

摘要 ( 3586 )   PDF (1490KB) ( 1271 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

生物材料植入人体后若受到细菌感染就可能导致植入手术失败，因此植入材料的抗菌性研究具有重要的意义。由于内植物感染的第一步是细菌在材料表面的贴附，植入材料的表面性质对其抗菌性有决定性的影响。本文通过电化学法在钛表面构筑一层超亲水或超疏水的表面膜层，并运用体外抗菌性试验来研究材料表面的润湿性对细菌贴附的影响，以期利用改变材料表面的润湿性达到抗菌作用。结果表明，相比超亲水表面，超疏水表面上贴附的细菌数明显减少。



微乳法合成Pt/C、PtIr/C催化剂及其电化学性能表征

曾亚平, 隋 升

2011, 17(4):  393-398.  doi:10.61558/2993-074X.2860

摘要 ( 3384 )   PDF (2165KB) ( 1647 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以碳纳米粉(XC-72R)作为载体，采用三种不同方法合成Pt/C负载型催化剂。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、循环伏安法(CV)、恒电位测试(Potentiostatic)以及线性极化分析（Potentiodynamic polarization）等手段进行催化剂表征，结果表明，微乳法制得的负载型催化剂，活性组分的颗粒尺寸为5～10nm，且均匀地分散在载体表面，其电化学性能良好。而微乳法进一步制备的含不同比例的负载型的PtIr/C催化剂，其中以Pt85Ir15表现出更为较好的电化学综合性能。



掺杂LiMxV3-xO8正极材料的电化学性能

杨辉, 赵刚刚, 李娟

2011, 17(4):  399-404.  doi:10.61558/2993-074X.2861

摘要 ( 3498 )   PDF (2705KB) ( 1307 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以柠檬酸为螯合剂，应用溶胶-凝胶法制备锂离子电池正极材料LiV3O8，并通过掺杂过渡金属离子M(Mn、Ti、Co和Ni)部分取代V，经烧结制得LiMxV3-xO8. X射线衍射、热重/差热、扫描电镜及充放电和循环伏安曲线等表征样品的结构、形貌和检测电极电化学性能. 结果表明，烧结温度对样品的结构、形貌和性能均有影响. 500℃烧结6 h的LiV3O8，在1.8~3.8 V范围内，首次放电比容量达到300.4 mAh?g-1. 掺杂x=0.1的Ti、Co可改善LiMxV3-xO8电极材料的循环性能和寿命.



Au/GCE电极对水中15种苯酚衍生物的测定

崔艳萍, 王卫星, 杨昌柱, 濮文虹

2011, 17(4):  405-409.  doi:10.61558/2993-074X.2862

摘要 ( 2920 )   PDF (1358KB) ( 1395 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究了15种不同取代基苯酚衍生物在纳米金/玻碳 (Au/GCE) 电极上的电化学响应. 测试表明：该电极对15种苯酚衍生物的电化学反应各呈现出不同程度的电催化作用；与GCE和平面金电极相比，苯酚衍生物的氧化峰电流均有所增加，氧化电位受待测物反应活性影响较大；水杨酸在Au/GCE电极上响应迅速，电流灵敏度是GCE电极的1.8倍；该电极可用于多种苯酚衍生物的痕量测定.



锗钨酸盐的电化学性能及GeW11Co/P-oPD/GC电极对过氧化氢的电催化还原

朱莉莉, 屈建莹, 王珏, 冯昊玥

2011, 17(4):  410-415.  doi:10.61558/2993-074X.2863

摘要 ( 3510 )   PDF (2133KB) ( 1224 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文探索了杂多酸-钴取代的三聚Keggin结构锗钨酸盐([Co(H2O)3(α-GeW11CoO38)3]10-)的电化学性能，实验表明，玻碳(GC)电极上锗钨酸盐循环伏安曲线有两对可逆的氧化还原峰，峰电位差分别为31 mV和35 mV，分别对应于2电子4质子和2电子3质子电极反应过程，且该过程受吸附控制.通过电聚合将GeW11Co修饰于聚邻苯二胺（P-oPD/GC）电极上，制得GeW11Co/P-oPD/GC电极.研究表明，该电极对过氧化氢（H2O2）的还原有良好的电催化作用，其制作简便、性能稳定，响应快速.



锂离子电池负极CaSnO3制备及性能

孙冉, 刘子庚, 蒋亚琪

2011, 17(4):  416-420.  doi:10.61558/2993-074X.2864

摘要 ( 3650 )   PDF (1923KB) ( 1526 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

应用水热法合成前驱物CaSn(OH)6，经高温煅烧而得CaSnO3. XRD、SEM、DSC-TGA表征其物相、表面形貌和相变过程，调节溶剂水和乙醇比例，可有效地控制前驱物的形态，从立方块到内凹立方块乃至枝状结构变化，高温煅烧前驱体可得到CaSnO3样品。CaSnO3电极比容量为334.4 mAh/g，呈现出优良的循环寿命。



中温固体氧化物燃料电池LaNi0.6Fe0.4O3-δ阴极材料的制备及性能表征

刘珩, 黄波, 朱新坚

2011, 17(4):  421-426.  doi:10.61558/2993-074X.2865

摘要 ( 3484 )   PDF (2758KB) ( 1156 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以硝酸镧、硝酸镍和硝酸铁为原料，柠檬酸作燃料低温燃烧合成固体氧化物燃料电池阴极材料LaNi0.6Fe0.4O3-δ. X射线衍射(XRD)图谱显示600°C煅烧可形成单一的LaNi0.6Fe0.4O3-δ钙钛矿相，电子显微镜(TEM和SEM)照片看出颗粒尺寸＜100nm.电池交流阻抗谱图表明1050°C烧结的对称电池LaNi0.6Fe0.4O3-δ/ScSZ/LaNi0.6Fe0.4O3-δ极化电阻最小，在850°C、800°C和750°C下搁置电极电阻分别为0.12Ω?cm2、0.27Ω?cm2和0.70Ω?cm2. Fe-Cr合金对搁置于750°C的LaNi0.6Fe0.4O3-δ电极性能的影响是，时间增长，由于Cr2O3(s)在LaNi0.6Fe0.4O3-δ/ScSZ界面上沉积，阻凝活性粒子扩散，从而增加电极极化电阻。



ATO/SiO2电极制备及其对对氯苯酚电催化降解研究

柴张琳, 张瑞丰, 肖通虎, 梁云霄

2011, 17(4):  427-432.  doi:10.61558/2993-074X.2866

摘要 ( 3200 )   PDF (1404KB) ( 1300 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以SnCl2/SbCl3的乙二醇/乙腈混合液浸渍大孔SiO2载体，经多次水解沉积、高温煅烧制备大孔ATO/SiO2电极.SEM和XRD分析表明ATO（Sb-SnO2）微粒均匀负载在SiO2薄层上，4次水解沉积材料体积电阻率10 ?•cm，比表面77 m2•g-1.电化学测试表明，大孔ATO/SiO2电极在酸性条件下析氧电位2.5 V且对对氯苯酚的降解具有良好的电催化性能，而Fe2+的添加又可显著提高羟基自由基的产生率，从而进一步增大该电极的电流效率.



β-环糊精与阿霉素表面包络作用的电化学研究

石健, 张其平, 王南平

2011, 17(4):  433-437.  doi:10.61558/2993-074X.2867

摘要 ( 3678 )   PDF (1350KB) ( 1227 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究了阿霉素（ADM）在β-环糊精（β-CD）修饰金电极上的电化学行为，结果表明，β-CD/Au电极ADM发生表面包络反应。25 ℃，pH=7.0时，该电极表面包络常数为9.54×104 L?mol-1，表面包络常数随温度呈规律性变化，最适宜反应温度为30℃。该电极ADM包络呈准可逆的电化学反应，其速率常数为0.0995 s-1。在20~40 μmol?L-1浓度范围β-CD/Au电极ADM的还原峰电流与浓度呈线性关系，线性方程 Ip=2.024+0.0057C，相关系数0.9911，检出限6.5 μmol?L-1。



质子交换膜燃料电池动态建模及特性分析

贾秋红, 韩明, 邓斌, 张财志

2011, 17(4):  438-443.  doi:10.61558/2993-074X.2868

摘要 ( 3075 )   PDF (1508KB) ( 1619 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

通过分析质子交换膜燃料电池电压的影响因素，利用理想气体状态方程的微分形式求得氢气和氧气分压，并且结合热力学电动势及燃料电池的各种损耗，建立PEMFC的动态模型。通过对参数进行合理设定，得到PEMFC的稳态模型，其仿真结果与实验结果有较好的吻合，表明所建立模型的正确性、可操作性和有效性。利用建立的动态模型分析在载荷突变的情况下，输出电压和氢气分压的动态响应特性，从而达到准确模拟实际燃料电池系统的工作性能，评价预测燃料电池的承载能力和指导燃料电池堆操作的目的。



Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸钙媒质体系间接电化学还原及棉织物染色的研究

王清芝, 王炜

2011, 17(4):  444-447.  doi:10.61558/2993-074X.2869

摘要 ( 3485 )   PDF (1563KB) ( 1097 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

应用循环伏安法研究了Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸钙媒质体系的电化学行为及其可能的反应机理，实验表明Fe(Ⅱ)-葡萄糖酸盐起着最终的还原作用。电解还原时间、工作电压和阴极面积这三个因素影响着电流效率，在Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸钙媒质体系中，还原大红R的电流效率最高可达89%，其电解还原时间10min，工作电压4V，阴极面积40cm2。

研究简报



网孔状NiO电极制备及其电容特性

徐惠, 彭振军, 郭东红, 李俊玲

2011, 17(4):  448-452.  doi:10.61558/2993-074X.2870

摘要 ( 3079 )   PDF (1840KB) ( 1633 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以硫酸镍和尿素作原料，六偏磷酸钠为表面活性剂，由水热法制备前驱体，经400℃煅烧即得网孔状结构的NiO。XRD、SEM和恒流充放电分析测试样品的相结构、微观形貌和电容特性。结果表明：当镍尿素摩尔比为1:4时，140℃水热合成前驱体，经400℃煅烧得到的氧化镍性能较好。考察不同水热温度对合成产物电化学性能的影响，在20mA?cm-2下放电比电容为939F/g。



聚吡咯/STAB-NaMMT/GC电极对苯二酚的电化学行为研究

李容, 熊健, 朱伟琼, 韩园园, 徐进, 何晓英

2011, 17(4):  453-457.  doi:10.61558/2993-074X.2871

摘要 ( 7914 )   PDF (1703KB) ( 1905 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

利用十八烷基三甲基溴化氨(STAB)和聚吡咯(PPy)钠基蒙脱土制备了PPy/STAB钠基蒙脱土/GC电极(PPy/STAB-MMT/GC).用循环伏安法和方波溶出伏安法(SWSV)研究了对苯二酚在该电极上的电化学行为.实验表明,在pH6.0PBS电解液中,对苯二酚在该电极上的电极反应受扩散控制,转移的电子数与质子数相等即n=m=1,电极有效面积A=0.031cm2.在优化条件下,方波溶出法峰电流与对苯二酚浓度于8.0×10-6 ~ 8.0×10-4 mol/L范围内呈线性关系,检测下限1.0×10-6 mol/L,回收率达到检测要求,其结果令人满意.