电化学（中英文）

2017年第6期封面和目次

2017, 23(6): 0.

摘要 ( 409 )

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超细Pd纳米线表层富Pt作为耐久性氧还原催化剂研究

王新，熊云杰，邹亮亮，黄庆红，邹志青，杨辉

2017, 23(6): 619-626. doi:10.13208/j.electrochem.170113

摘要 ( 1085 )

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本文控制合成一维方向生长的直径为1.5 nm，长度为11.8 nm的超细Pd纳米线，结合欠电位沉积方法在其表面制备了不同Pt原子层的Pd@Pt核壳结构纳米电催化剂. 高分辨透射电镜和光电子能谱结果证实了这种核壳结构及Pt在Pd纳米线上的均匀分布. 相比于商业化Pt黑催化剂，该核壳结构电催化剂对酸性介质中的氧气还原反应呈现了较高的电催化活性和增强的耐久性. 显著增强的耐久性可归属于催化剂一维结构的稳定性.

钴/氮掺杂碳催化剂及其氧还原催化机理研究

姜孟秀，张晶，李月华，张蓉

2017, 23(6): 627-637. doi:10.13208/j.electrochem.170105

摘要 ( 815 )

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以尿素做氮源、醋酸钴做金属源，用湿法合并高温热处理法合成了钴/氮共掺杂碳的非贵金属氧还原催化剂Co-N/C-T. 采用循环伏安（CV）法和线性扫描法（LSV）探究了氮源和金属源用量以及热处理温度对氧还原反应电催化活性的影响，活性最好的催化剂Co_0.13-N_0.3/C-800的峰电位达到0.829 V（vs.RHE），接近商用Pt/C的活性，但比商用Pt/C有更好的耐甲醇性和稳定性. 同时，采用SEM，TEM，BET，XRD和XPS方法表征了催化剂结构和组分特征，并提出催化剂可能的电催化活性氧还原反应机理.

添加剂丙烯基硫脲对镍电沉积的影响研究

何亚宁，袁亮, 丁治英，刘士军

2017, 23(6): 638-644. doi:10.13208/j.electrochem.161217

摘要 ( 818 )

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采用循环伏安、线性扫描和恒电位阶跃电化学方法结合扫描电镜研究了不同浓度的丙烯基硫脲(ATU)对NH₃-NH₄Cl-H₂O体系镍在玻碳电极上的电沉积过程的影响. 循环伏安测试、线性扫描以及恒电位暂态曲线一致表明ATU的加入对镍电沉积具有阻化作用，并且随着ATU浓度的增加其阻化作用增强；恒电位暂态曲线结果表明，镍的电结晶是按瞬时形核三维生长机理进行的，随外加电位负移，晶体向外生长速率增大；ATU的加入没有改变镍的形核方式，但形核数密度增大，并且减小晶体向外生长的速率；扫描电镜结果表明，ATU的加入可以细化晶粒，得到整平、致密的镍沉积层.

铁电极电还原溴化钠甲醇溶液反应动力学和机理

廖群，张曙枫，冷文华

2017, 23(6): 645-653. doi:10.13208/j.electrochem.161017

摘要 ( 1149 )

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研究溴化钠（NaBr）甲醇溶液在铁电极上电还原反应动力学和机理对于二茂铁电化学制备、非水体系中二氧化碳（CO₂）的电还原和有机电合成等领域具有实际价值和科学意义, 但对此未见详细报道. 本文采用极化曲线和电化学阻抗谱等技术详细地研究了该体系的电还原动力学和机理. 结果表明: 反应物为甲醇而Na⁺只起导电作用; 电极电位是该体系中唯一状态变量, 其对甲醇电还原速率常数的影响符合阿仑尼乌斯唯象方程式; 电还原过程不受扩散极化控制, 溶液欧姆极化是主要极化形式; 甲醇电还原依法拉第定律计量地产生氢气, 反应活化能约为26.2 kJ·mol^-1.

PEG包覆涂层对含碳纤维导电剂的锂硫正极材料的影响

谭杰成，田艳红，张学军，樊开乐

2017, 23(6): 654-660. doi:10.13208/j.electrochem.160928

摘要 ( 1217 )

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通过球磨混合及聚乙二醇（PEG）包覆处理制备含有高模量碳纤维（HMCF）的硫基复合材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测定材料的结构和形貌，采用X-光电子扫描能谱（XPS）验证了PEG包覆在材料的表面，较系统地研究了PEG含量对含有高模量碳纤维的硫正极比容量、循环稳定性和倍率性能等性能的影响.结果表明：和常用的导电剂乙炔黑(AB)相比，HMCF导电剂具有结晶度高，接触角小，吸液性能好等优点.当PEG涂层量为1.09%时，硫正极初始放电容量为1312.5 mAh·g^-1，在电流密度为200 mA·g^-1充放电时，50次循环以后可逆容量保持为650 mAh·g^-1，和没有PEG涂层相比，循环稳定性提高了39.9%.

分级过程对LiFePO₄/C电池性能的影响

刘兴亮，杨茂萍，汪伟伟, 曹勇

2017, 23(6): 661-666. doi:10.13208/j.electrochem.160930

摘要 ( 1132 )

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本文采用磷酸铁工艺路线制备碳包覆的磷酸铁锂（LiFePO₄/C）复合正极材料，系统考察气流粉碎分级过程对LiFePO₄/C正极材料及全电池性能的影响. 研究表明：分级前磷酸铁锂颗粒粒度较大，中值粒径为17.37μm，呈规整球形形貌，具有较高的振实密度和碳含量；分级后球形被打碎，振实减小. 全电池测试结果显示：分级过程对全电池的容量、交流内阻、直流内阻、功率密度的影响较小；但分级前电芯的低温放电容量保持率和550周的高温循环保持率分别60.1%和87.5%，明显优于分级后的49.5%和84.7%. 分级前碳层能均匀包覆在磷酸铁锂表面形成均匀导电网络，而分级过程将磷酸铁锂的碳层有一定的剥离和破坏导致性能下降.

NiS₂纳米片的制备及其在非对称超级电容器中的应用

王元有, 刘亚楠, 金党琴

2017, 23(6): 667-674. doi:10.13208/j.electrochem.170103

摘要 ( 1072 )

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本文采用牺牲模板法，以Ni(OH)₂作为前驱体制备NiS₂. 通过对NiS₂进行XRD、EDS、BET、SEM及TEM等表征来研究NiS₂的元素组成及结构形貌. SEM及TEM结果显示前驱体及NiS₂均为纳米片结构. 电化学测试结果表明NiS₂存在着优秀的电容性能，在电流密度为1 A·g^-1时，NiS₂比电容能够达到1067.3 F·g^-1，同时具有高的倍率特性. 为了进一步探究NiS₂作为电活性材料的实用性，以NiS₂作为阳极材料，活性炭（AC）作为阴极组装成非对称超级电容器，在功率密度为0.8 kW·kg^-1，能量密度高达38.4 Wh·kg^-1，并且在3000次恒流充放电后，比电容依然保持93.7%.

锂离子电池正极材料LiNi _0.5Co_0.2Mn _0.3O₂和LiNi_0.5Co _0.2Mn _0.3O₂/LiFePO₄容量衰减原因分析

胡燚，何湘柱, 邓忠德，孔令涌，尚伟丽

2017, 23(6): 675-683. doi:10.13208/j.electrochem.161229

摘要 ( 1020 )

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采用湿法球磨法制备了锂离子电池混合正极材料LiNi _0.5Co_0.2Mn _0.3O₂/LiFePO₄ (NMC532/LFP). 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试和电化学阻抗谱测试(EIS)等方法研究对比了LiNi _0.5Co_0.2Mn _0.3O₂(NMC532)和LiNi _0.5Co_0.2Mn _0.3O₂/LiFePO₄ (NMC532/LFP)的容量衰减机理，结果表明：循环50次和60℃高温存储后，NMC532/LFP的容量保持率分别为97.80%、86.48%，其循环和高温存储性能较好. 循环和高温存储后NMC532和NMC532/LFP的电荷传递阻抗Rct明显增大，但NMC532/LFP的Rct较小. NMC532和NMC532/LFP的I(003)/I(104)值都有所减小，但NMC532/LFP的I(003)/I(104)值比NMC532的大，即NMC532/LFP材料的阳离子混排现象有所改善. 循环后NMC532、NMC532/LFP颗粒没有出现明显的表面开裂和链接断裂现象，但NMC532颗粒有部分发生粉化. 高温储存后NMC532颗粒表面出现裂纹，且颗粒之间的链接断裂，NMC532/LFP颗粒表面出现轻微粉化. 材料结构规整度下降，阳离子混排程度加剧，电荷传递阻抗增大是NMC532和NMC532/LFP容量衰减的主要原因.

离子液体电解质种类对活性炭电极超级电容器电化学性能的影响

张秋红，申保收，左宋林，卫歆雨

2017, 23(6): 684-693. doi:10.13208/j.electrochem.161215

摘要 ( 993 )

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本文将经水蒸气二次活化的椰壳活性炭（W-AC）作为电极材料，选择1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐（[EMIM]BF₄）作为电解质，结果表明W-AC电极的比电容量远高于未活化的椰壳活性炭（R-AC）. 使用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了不同种类离子液体电解质对超级电容器电化学性能的影响. 不同阴阳离子组成的离子液体作为电解质，直接影响超级电容器的电化学性能. 研究表明,由EMIM⁺和BMIM⁺阳离子与BF₄^-、TFSI^-阴离子构成的离子液体电解质较适用于W-AC电极. 其中在[EMIM]BF₄电解质中，单片电极的比电容量可高达153 F·g^-1；在1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF₄）电解质中电位窗可达3.5V，能量密度可高达57 Wh·kg^-1. 本研究对于构筑高性能超级电容器离子液体的选择提供参考，以满足不同应用领域需求.

N-甲基-N-丁基吡咯烷溴化物和N-甲基-N-乙基吡咯烷溴化物在锌溴液流电池中应用

张祺, 张苗苗, 孟琳

2017, 23(6): 694-701. doi:10.13208/j.electrochem.161027

摘要 ( 1571 )

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在锌溴液流电池中，作为溴络合剂在电解液中使用的季铵盐对电池性能及安全性具有重要作用.本文利用循环伏安法及线性扫描伏安法研究了N-甲基-N-丁基吡咯烷溴化物（N-methyl-N-butyl-pyrrolidinium bromide，MBP）和N-甲基-N-乙基吡咯烷溴化物（N-methyl-N-ethyl-pyrrolidinium bromide，MEP）分别加入到电解液后对电极反应的影响，通过交流阻抗（EIS）的方式测量了不同组成及浓度下的电解液电导率变化，测试了不同电解液对电池充放电性能的影响及溴络合能力，结果表明加入MBP的电解液具有更好的溴络合能力和电池性能.

酸性溶液中Fe²⁺ /Fe³⁺相互转换对电极还原行为的影响

秦建新，林峰，刘文平，陈超，任孟德

2017, 23(6): 702-707. doi:10.13208/j.electrochem.161129

摘要 ( 1453 )

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采用线性扫描伏安法和循环伏安法研究了含有Cl^-、SO₄^2-的酸性溶液中Fe²⁺/Fe³⁺相互转换对电极反应和Fe³⁺还原过程的影响. 结果表明: [Fe]_T=1 mol·L-1条件下，溶液中Fe³⁺/Fe²⁺的还原析出过程经过两个阶段：(1) E=0.35 V左右Fe³⁺还原成Fe²⁺过程; (2) E=-0.3 V之后H+的还原同时Fe²⁺离子与OH^-相结合生产Fe(OH)₂; Fe³⁺/Fe²⁺的相互转化主要影响Fe³⁺的第一还原阶段的还原峰电流和峰电位. |ipa/ipc|值随c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )增大而增大，且扫描速度慢时影响大，扫描速度快时影响小; 0.50 mol·L^-1 Fe²⁺+0.50 mol·L^-1 Fe³⁺时，随扫描速率的变化|ipa/ipc|值变化最小(|i_pa/i_pc|≈1.20). 同时，c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )也影响平衡电位，平衡电位随c(Fe³⁺ )/c(Fe²⁺ )增大而正移，电位从E₁=0.501 V升至E₅=0.565 V.

Pd/Fe₃O₄-C催化剂对甲醇、乙醇和丙醇氧化的电催化活性

邹涛,易清风,张媛媛,刘小平,徐国荣,聂会东,周秀林

2017, 23(6): 708-717. doi:10.13208/j.electrochem.161104

摘要 ( 911 )

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制备对醇氧化反应具有优异电活性的钯催化剂是醇燃料电池研究的重要内容。本文用硼氢化钠还原法制备了钯纳米颗粒, 然后沉积在Fe3O4/C复合物表面, 得到了不同Fe₃O₄负载量的Pd/Fe₃O₄-C催化剂. 透射电镜（TEM）图显示钯纳米颗粒均匀地分散在Fe₃O₄/C表面. 对制备好的Pd/Fe₃O₄-C催化剂进行了循环伏安法（CV）、计时电流（CA）和电化学阻抗谱（EIS）的测试, 研究了其在碱性介质中对C1-C3醇类（甲醇、乙醇和丙醇）氧化的电催化活性. 结果表明, 所制备的不同Fe₃O₄负载量的Pd/Fe₃O₄(2%)-C,Pd/Fe₃O₄(5%)-C, Pd/Fe₃O₄(10%)-C和Pd/C催化剂中, Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂表现出最高的醇氧化电流密度. 依据循环伏安（CV）数据，Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂对甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇氧化的阳极峰电流密度分别是Pd/C催化剂的1.7、1.4、1.7和1.3倍. Pd/Fe₃O₄(5%)-C催化剂对乙醇氧化的电荷传递电阻也远低于Pd/C催化剂. 制备的所有催化剂对C1-C3醇类电氧化的电流密度大小排序如下: 正丙醇﹥乙醇﹥甲醇﹥异丙醇. 此外, 碳粉中Fe₃O₄纳米颗粒的存在提高了钯纳米颗粒的电化学稳定性.

Ce³⁺/Ce⁴⁺电对在混酸(硫酸和甲磺酸)中的电化学行为

李照华，徐蛟龙, 吴婷

2017, 23(6): 718-723. doi:10.13208/j.electrochem.160827

摘要 ( 1032 )

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采用循环伏安、线性扫描、交流阻抗等技术研究了Ce³⁺/Ce⁴⁺电对在混酸(硫酸与甲磺酸)中的电化学行为，并对该体系在间接有机电合成中的应用进行了探索.结果表明：当硫酸和甲磺酸(MSA)浓度分别为0.8和1.0 mol·L^-1时，Ce³⁺/Ce⁴⁺电对具有最佳的电化学活性；在上述配比的混酸介质中，铈盐的溶解度得到了大幅提高，同时电解氧化铈(III)离子的电流效率较高（92.1%），与纯硫酸体系中的电流效率接近（92.8%），明显高于纯甲磺酸体系（78.5%）；该混酸介质中Ce⁴⁺在氧化茴香醚生成茴香醛这一过程中也表现出很好的氧化能力.

钙处理对桥梁钢耐大气腐蚀性能的影响

李东亮, 付贵勤, 朱苗勇

2017, 23(6): 724-731. doi:10.13208/j.electrochem.161020

摘要 ( 733 )

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以NaCl+NaHSO₃溶液为腐蚀介质，采用干/湿周浸加速腐蚀实验、失重分析、XRD、SEM和电化学方法，研究了钙(Ca)处理对桥梁钢在湿热工业-海洋大气中腐蚀行为的影响. 结果表明：Ca处理前后，实验钢的腐蚀深度随时间变化曲线总体符合幂函数W=Atn分布规律，锈层主要由非晶物质和少量晶体α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe₃O₄组成. 微量Ca能促进铁素体生成、强化钢表面保护膜，以阻止裸钢的快速腐蚀；还能细化钢组织晶粒、抑制腐蚀产物的晶体转变，以细化锈层颗粒、减少锈层缺陷产生，进而改善锈层的致密性.

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庄林

2017, 23(6): 732-733.

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第十九次全国电化学大会在上海电力学院（上海）圆满召开

2017, 23(6): 734-735.

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总目次

2017, 23(6): 736-743.

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作者索引

2017, 23(6): 744-747.

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征稿简则

2017, 23(6): 748-748.

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