电化学（中英文）

酸浸蚀Al-Si合金制备锂离子电池高性能多孔硅负极材料

郝世吉，李纯莉，朱凱，张平，江志裕*

2014, 20(1): 1-4. doi:10.13208/j.electrochem.130426

摘要 ( 3591 )

PDF (2758KB) ( 1521 )

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本文首次提出利用酸浸蚀Si-Al（含Al 80%）合金粉末的方法制备多孔硅材料. 分析表明制得的多孔硅材料为晶体，并具有由纳米颗粒结集成的海绵状多孔结构，其粒径约20 μm，比表面102.7 m²·g^-1. 多孔硅电极按多孔硅:导电碳:粘结剂 = 1:1:1（by mass）涂成. 在添加15%氟化碳酸乙烯酯（FEC）的1 mol·L^-1 LiPF₆/EC + DMC（1:1，by volume）电解液，在100 mA·g^-1电流密度充放电，多孔硅电极的首次放电比容量2072 mAh·g^-1 Si. 经237次充放电循环后，其放电容量仍可保持在1431 mAh·g^-1 Si，显示了相当高的充放电稳定性. 这归因于其海绵状多孔结构有足够的微空间以承受充电过程中硅的急剧膨胀. 硅微粒的纳米尺寸有利于锂在Li-Si合金中的扩散. 纳米硅微粒可牢固地联成一整体，不易因膨胀、收缩而粉化断裂. 这种构筑多孔硅负极材料的新方法操作简便、成本低廉，有着很好的应用前景.

脉冲电沉积Pd-Ni合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

杨防祖*，岳俊培，田中群，周绍民

2014, 20(1): 5-11. doi:10.13208/j.electrochem.121205

摘要 ( 3123 )

PDF (3125KB) ( 1690 )

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采用方波脉冲方法，在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒. 钯镍合金纳米颗粒为球状，粒径50 ~ 80 nm. 随钯镍合金生长电位负移，合金的镍含量提高，其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多，交联度提高和真实活性面积增大. 钯镍合金纳米颗粒镍含量提高，在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大. 钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好，随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加，合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.

离子液体中Au(111)和Pt(111)表面Ge欠电位沉积的现场STM研究

谢旭芬，颜佳伟*，梁景洪，李纪军，张梦，毛秉伟

2014, 20(1): 12-16. doi:10.13208/j.electrochem.130605

摘要 ( 2876 )

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本文研究BMIPF₆离子液体中Au(111)和Pt(111)表面Ge的电沉积行为. 循环伏安法测试结果表明，在含0.1 mol·L^-1 GeCl₄的BMIPF₆溶液Au(111)和Pt(111)表面均有两个与Ge沉积过程相关的还原峰. 第一个还原峰包含了Ge⁴⁺还原成Ge²⁺及Ge的欠电位沉积，第二个还原峰对应Ge的本体沉积. 现场扫描隧道显微镜研究结果表明，Ge在Au(111)和Pt(111)表面均有两层欠电位沉积. 第一层欠电位沉积厚度约为0.25 nm、形貌平整、带有缝隙的亚单层结构. 第二层欠电位沉积形貌相对粗糙的点状团簇结构. 该欠电位沉积过程伴随表面合金化.

由苯胺二聚体电化学制备聚苯胺的形貌可控性初探

左阳，时康*

2014, 20(1): 17-21. doi:10.13208/j.electrochem.121112

摘要 ( 2738 )

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以苯胺二聚体（N-phenyl-p-phenylenediamine）为起始单体，在1 mol·L^-1高氯酸水-乙腈混合液中，玻碳电极表面电化学制备聚苯胺. 实验结果表明，苯胺二聚体单体的聚合电位比苯胺单体的低约0.2 V，并且其聚合物具有更高的形貌可控性. 苯胺二聚体单体浓度分别为1、5和10 mmol·L^-1时，采用分步恒电流法可分别制备出形貌均一的聚苯胺纳米粒子（粒径30 nm）、超长的纳米线（> 5 μm 直径50 nm）和大面积纳米片（4 μm × 2 μm × 30 nm）.

锂离子正极材料LiCo1-xMgxMnO4与LiCo1-xAlxMnO4 (x = 0, 0.02, 0.05, 0.1)的制备及其电化学性能

游美玲，童庆松，李秀华，林忞，黄行康*，杨勇*

2014, 20(1): 22-27. doi:10.13208/j.electrochem.121122

摘要 ( 3190 )

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采用固相法合成掺杂镁和铝尖晶石LiCoMnO₄材料，研究镁和铝掺杂量对尖晶石LiCoMnO₄电极的初始容量、放电平台以及循环性能的影响. 利用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射仪观察分析材料形貌及结构. 结果表明，所合成材料的粒径分布均匀，结晶性较佳. LiCoMnO₄电极初始容量为87.0 mAh.g^-1，少量镁或铝掺杂使电极初始容量有所增加，LiCo_0.98Mg_0.02MnO₄和LiCo_0.98Al_0.02MnO₄电极初始容量分别为91.3和93.6 mAh.g^-1，提高了其5 V放电平台的比例，过量掺杂则其容量降低. 此外，掺杂Al显著改善了LiCoMnO₄电极的循环性能，而掺杂镁对电极的循环性能其影响不明显.

铝合金电解加工中的钝化行为及其对加工过程的影响

蒋利民*，邓文波，应俊龙

2014, 20(1): 28-32. doi:10.13208/j.electrochem.130104

摘要 ( 3047 )

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本文研究与分析了铝合金电解加工过程的钝化行为，探讨了加工电压、电流密度、加工间隙及电解液成分等因素对电解加工性能的影响. 研究表明，在试验温度（23 ± 1）^oC下，铝合金在NaNO₃和NaF复合电解液体系（钝化电解液）存在钝化现象，钝化降低了电解加工的电流效率，并使电流效率随电流密度发生较大变化. 同时，钝化也使间隙特征曲线负移. 而在相同浓度NaCl和NaF复合电解液体系（活化电解液）电解加工，可在很宽的电位范围内保持活性溶解. 在钝化电解液中，电解加工表面更加平整.

二茂铁功能化Fe₃O₄/碳纳米管/壳聚糖复合膜葡萄糖生物传感电极的研究

彭花萍，查代君，黄郑隽，陈伟，刘爱林*，林新华*

2014, 20(1): 33-38. doi:10.13208/j.electrochem.121108

摘要 ( 3511 )

PDF (3876KB) ( 1547 )

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采用交联法制备了羧基二茂铁功能化Fe₃O₄纳米粒子（FMC-AFNPs）复合材料，并将该复合纳米材料与多壁碳纳米管（MWNTs）、壳聚糖（CS）及葡萄糖氧化酶（GOD）混合修饰于自制的磁性玻碳基底(MGC)表面，制备了GOD/FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜生物传感器电极. 实验结果表明，FMC-AFNPs复合材料有效地克服了二茂铁在电极表面的泄漏，且FMC-AFNPs/MWNTs/CS复合膜良好的生物兼容性较大地改善了固定化GOD的生物活性. MWNTs具有良好的导电性和大比表面积，在修饰膜内可作为电子传递“导线”，极大地促进电极的电子传递速率，提高电极的电催化活性和灵敏度. 该电极的葡萄糖检测的线性范围为1.0×10^-5 ~ 6.0×10^-3 molL^-1，检测限为3.2×10^-6 mmolL^-1（S/N=3），表观米氏常数为5.03×10^-3 mmolL^-1，且有较好的稳定性和重现性.

烟气吸收液中亚硝酸铵的电化学氧化处理技术

芦永红，董小波，王丽莎，刘燕，祝陈坚，徐海波*

2014, 20(1): 39-44. doi:10.13208/j.electrochem.120912

摘要 ( 2529 )

PDF (1057KB) ( 1262 )

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为实现燃煤电厂烟气脱硫、硝和汞一体化工艺中吸收液副产物亚硝酸铵的废物利用，采用电化学氧化处理技术将吸收液中亚硝酸铵转化为硝酸铵. 采用极化曲线、循环伏安曲线和恒电流法等多种电化学测试方法评价和选取电极材料，探讨电解液组成的影响，得到优化的电化学氧化工艺参数，并用化学分析法验证了电化学氧化处理效果.

中温固体氧化物燃料电池LaNi_0.6Fe_0.4O_3-δ-Gd_0.2Ce_0.8O₂梯度复合阴极制备及交流阻抗性能

李扬，黄波*，袁梦，张志秋，刘宗尧，唐旭晨，朱新坚

2014, 20(1): 45-50. doi:10.13208/j.electrochem.121206

摘要 ( 2718 )

PDF (2558KB) ( 1552 )

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应用丝网印刷和共烧结制备LaNi_0.6Fe_0.4O_3-δ(LNF)-Gd_0.2Ce_0.8O₂(GDC)梯度复合阴极/Gd_0.2Ce_0.8O₂/Sc_0.1Zr_0.9O_1.95(ScSZ)/Gd_0.2Ce_0.8O₂/LaNi_0.6Fe_0.4O_3-δ(LNF)-Gd_0.2Ce_0.8O₂(GDC)，组成梯度复合阴极对称电池. 实验表明，在750 ^oC工作温度下单层70%LNF-30%GDC（文中均指质量百分比）复合阴极的极化电阻为0.581 Ω·cm²，而三层60%LNF-40%GDC/70%LNF-30%GDC/100%LNF复合阴极的极化电阻最小（0.452 Ω·cm²）. 由于阴极组成在ScSZ电解质和LNF阴极之间呈梯度变化，因此获得了最佳的阴极/电解质界面，大大加快了三相界面或气体/阴极/电解质三相接触点反应区的扩散，其电荷传递电阻R_ct和浓差极化电阻R_d均减小，因而具有最低的阴极极化电阻值.

等离子体辅助球磨Si-C复合负极材料及其电化学性能研究

陈宇龙，胡仁宗，刘辉，孙威，朱敏*

2014, 20(1): 51-55. doi:10.13208/j.electrochem.130227

摘要 ( 3106 )

PDF (5034KB) ( 1825 )

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首次采用介质阻挡放电等离子体辅助高能两次球磨制得Si-C复合材料，其结构为微纳尺度硅颗粒均匀分散于微米级碳基体上. Si-C复合电极首周期循环放电容量为1259 mAh·g^-1，20和100周期循环的容量分别为474和396 mAh·g^-1. 该电极充放电曲线和交流阻抗测试的结果表明，复合材料中的硅和碳均参与锂离子嵌/脱反应，且其电荷传导阻抗明显低于纯Si.

磷钼酸修饰炭载Pd电极的H₂O₂电催化还原

孙丽美*，张铖，包英荣，李宏霞

2014, 20(1): 56-59. doi:10.13208/j.electrochem.121110

摘要 ( 3038 )

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采用化学还原法制备了炭载钯（Pd/C）催化剂，浸渍修饰磷钼酸（PMA）制备成复合催化剂. 通过XRD和红外谱图（IR）表征催化剂的组分和结构，采用线性扫描曲线及计时电流曲线考察了该电极的电催化性能. 研究表明，室温（20 ^oC）PMA-Pd/C电极的H₂O₂还原电催化活性更优.

ZnO包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的表面结构和电化学性能

刘昌位，王宇，郭玉忠，淡露露，王剑华*

2014, 20(1): 60-65. doi:10.13208/j.electrochem.121024

摘要 ( 3496 )

PDF (1405KB) ( 1343 )

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在LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料表面包覆ZnO，通过X射线衍射（XRD）和光电子能谱（XPS）分析包覆层对正极材料表面状态的改变，并考察了改性后材料的放电容量、首次不可逆容量等电化学性能变化. 结果表明：ZnO主要存在于材料表面并影响着材料表面组成和电化学性质，材料表面镍和锰的含量随着包覆量的增加而增大；400 ^oC热处理可使过渡金属与锌在材料表面形成复合氧化物，过渡金属的结合能增大；包覆2%（by mass，下同）的ZnO可有效抑制55 ^oC下充放电时3.6 V附近的不可逆反应，提高了材料的首次库仑效率；包覆2% ZnO的电池材料在55 ^oC/0.5C的放电比容量和循环寿命最佳.

含PyR₁₄TFSI电解液LiMn₂O₄正极高温电化学性能

王力臻*，孙新科，杨许召，张林森，张勇，张文静

2014, 20(1): 66-72. doi:10.13208/j.electrochem.130110

摘要 ( 2509 )

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利用差示扫描量热仪（DSC）、电化学工作站、BTS电池测试系统、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量色散谱（EDS）等方法，研究了含离子液体N-甲基丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亚胺盐（PyR₁₄TFSI）电解液性能以及LiMn₂O₄电极高温电化学性能. 结果表明，随着1 mol·L^-1 LiPF₆ EC/EMC/DMC（1:1:1，by volume）中PyR₁₄TFSI添加量的增大，电解液的电导率逐渐增大，添加量为2.5%（by mass）时，电解液DSC曲线由89.3 ^oC、201 ^oC、224 ^oC三个强吸热峰变为116.6 ^oC和244.3 ^oC两个强吸热峰；50 ^oC下，LiMn₂O₄倍率性能显著提高，2C放电比容量提高16 mAh·g^-1，100循环周期后容量保持率为88.3%（提高2.2%）. PyR₁₄TFSI添加有利于电极结构的稳定.

乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液镁沉积-溶出性能

卞沛文，努丽燕娜*，陈强，杨军，王久林

2014, 20(1): 73-79. doi:10.13208/j.electrochem.120930

摘要 ( 3269 )

PDF (5256KB) ( 1547 )

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将乙烯硫脲与不同格氏试剂EtMgBr/THF、PhMgBr/THF、PhMgCl/THF反应制得了3种乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液. 通过循环伏安测试了在Pt电极的镁沉积-溶出性能. 结果表明，形成乙烯硫脲-格氏试剂/THF电解液不改变电解液的镁沉积-溶出性能，却拓宽了其电化学窗口. 如乙烯硫脲-PhMgBr/THF溶液的氧化分解电位可达2.3 V（vs. Mg/Mg²⁺）, 该电解液的电导率随溶液溶度增大先升后降，0.9 mol·L^-1时其电导率最高，可达615 μS·cm^-1. 比较乙烯硫脲-PhMgBr/THF在Pt、Ni、Cu和Al四种金属电极的电化学性能，发现在Ni电极的氧化分解电位最高，可达2.4 V（vs. Mg/Mg²⁺），且具有良好的镁沉积-溶出性能. CR2016扣式电池的循环测试表明，Ni基底上的镁沉积-溶出电位较低，其循环效率可达到92%，适宜作为实用电池的集流体.

基于叶片状氧化铜纳米材料的无酶葡萄糖传感电极

李艳彩*，黄富英，李顺兴，陈杰，冯树清，王飞

2014, 20(1): 80-84. doi:10.13208/j.electrochem.121025

摘要 ( 2658 )

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将Nafion交联剂与纳米材料修饰至玻碳电极基底制备一种无酶葡萄糖传感器，通过循环伏安曲线、时间-电流曲线检测该电极电化学特性. 氧化铜纳米复合膜具有高比表面积和多活性点位的优点. 实验结果表明，氧化铜纳米电极对葡萄糖的检测线性响应范围0.01 ~ 0.3 mmol·L^-1，灵敏度1783.58 μA·L·mmol^-1·cm^-2，检测限0.80 μmol·L^-1 (S/N=3)，稳定性较好，能抵抗抗坏血酸、多巴胺和尿酸干扰.

Pd/TiO₂/C复合催化剂的制备及其在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化性能

李巧霞, 杨意超, 刘明爽, 毛宏敏, 徐群杰

2014, 20(1): 85-88. doi:10.13208/j.electrochem.120929

摘要 ( 2406 )

PDF (4091KB) ( 1564 )

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钛酸四丁酯前驱体水热合成制备纳米TiO₂颗粒，在TiO₂和Vulcan XC-72活性炭复合载体上液相还原负载Pd纳米颗粒，制得Pd/TiO₂/C复合催化剂. 通过透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）测试表明其具有面心立方结构，Pd金属粒子（粒径约3 ~ 4 nm）均匀分散在锐钛矿型的纳米TiO₂和活性炭的复合载体上. 循环伏安和计时电流曲线测试表明，与相同Pd载量的Pd/C相比，20% Pd载量的Pd/TiO₂/C颗粒在常温常压下对乙醇的电催化氧化有很高活性和稳定性. 这主要归功于纳米TiO₂改变了Pd表面的电子特性，且增大了其比表面积.

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庄林

2014, 20(1): 89-90.

摘要 ( 1025 )

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