电化学（中英文）

第24卷第4期封面和目次

2018, 24(4): 0.

摘要 ( 1244 )

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基于乙酰胆碱酯酶生物传感平台的西维因检测

张铭函，姜俊巧，葛君杰，邢巍

2018, 24(4): 303-308. doi:10.13208/j.electrochem.171229

摘要 ( 1019 )

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为给农药西维因检测提供一种新方法，根据西维因抑制乙酰胆碱酯酶活性的原理，以黑珍珠2000（BP2000）为乙酰胆碱酯酶的固定化材料，采用滴凃电极法构建了基于乙酰胆碱酯酶的西维因生物传感平台. 结果表明，固定在BP2000 上的乙酰胆碱酯酶保持了对氯化乙酰胆碱的催化活性，并且由于BP2000 材料的引入，提升了电极有效的电化学活性表面积，而且电极上物质的电化学氧化拥有较低氧化电位（0.630 V）并伴随质子传输. 由BP2000 搭建成功的乙酰胆碱酯酶生物传感平台对西维因检测的线性响应范围为2.0 ng·mL^-1 ~ 12.5 ng·mL^-1，检测限为3.15 ng·mL^-1. 本研究对酶生物传感平台和酶生物燃料电池体系中酶电极的构建提供了一种简单方法及高效载体.

纳米氧化锰负载钛基电催化膜制备及处理含酚废水性能研究

李乐，王虹，马荣花，惠洪森，梁小平，李建新

2018, 24(4): 309-318. doi:10.13208/j.electrochem.180216

摘要 ( 1367 )

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以多孔钛膜为基膜，醋酸锰为锰源，采用溶胶凝胶法制备出负载纳米氧化锰的钛基电催化膜（nano-MnO_x/Ti膜）. 运用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、循环伏安法(CV)、交流阻抗法（EIS）和计时电流法(CA)等测试手段，对MnO_x/Ti膜电极的微观形貌、晶型、电化学性能等进行表征. 结果表明：所得催化剂是由直径为50 nm的γ-MnO₂和Mn₂O₃纳米棒所组成，且均匀分布于Ti膜上，负载催化剂后钛膜电极电化学性能和催化性能明显提高，催化剂与基体之间键合的形成提高其稳定性. 以棒状nano-MnO_x/Ti膜电极为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理含酚废水，当苯酚溶液浓度为10 mmol·L^-1，电流密度为0.25mA·cm^-2、停留时间为15 min时，COD去除率可达95.1%.

高结晶度硼酸镍纳米棒的制备及其电催化析氧性能研究

徐希，刘娟，吴华宗，江文杰

2018, 24(4): 319-323. doi:10.13208/j.electrochem.171115

摘要 ( 1605 )

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氢能被视为21世纪最具发展潜力的能源. 电解水制氢具有诸多优点，如原料来源广泛、操作简便、产品纯度高、无污染，已成为最具有应用前景的方法之一，但其阳极氧析出反应动力学缓慢，严重制约电解水制氢的效率. 因此，发展氧析出电催化剂尤为重要. 本文利用高温煅烧法制备了硼酸镍纳米棒，长度约为2 μm，直径约为200 nm. 与文献报道的低结晶度或无定型硼酸盐析氧催化剂不同，硼酸镍纳米棒的结晶度较高，并且具有较好的OER催化活性和稳定性. 其催化活性可以通过与其他导电材料复合或进一步减小其尺寸等方式提升.

基于钛酸锂负极和聚三苯胺正极的电池电容体系

苏秀丽, 董晓丽, 刘瑶, 王永刚, 余爱水

2018, 24(4): 324-331. doi:10.13208/j.electrochem.171226

摘要 ( 1164 )

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由于高安全、高功率和超长循环寿命等优点，钛酸锂负极材料近年来得到了广泛关注，基于钛酸锂负极的高性能超级电池电容器和锂离子电池也成为近年来的研究热点. 本文采用化学氧化法制备了有机物正极材料聚三苯胺，并通过经典的电化学测试方法研究了其储能机理及相应的电极动力学过程. 研究结果表明，该有机物正极的储能机制主要是基于阴离子的吸脱附反应，并表现出85 mA·g^-1的可逆容量，且其动力学过程不受扩散控制，属于典型的赝电容行为. 将该正极与钛酸锂负极结合构成了新型的电池电容体系，并对其电化学性能进行了研究，结果表明该体系具有高功率特性，且能量密度高于传统的混合型超级电容器. 此外，本文还对该有机物正极的不足和实际应用中所面临的挑战做了初步分析.

兼具高质量和高体积能量密度的水系全金属氧化物不对称超级电容器

荆鑫，张旭，王玮，郎俊伟

2018, 24(4): 332-343. doi:10.13208/j.electrochem.180204

摘要 ( 1085 )

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超级电容器只有兼具高质量和高体积能量密度才能拥有更广泛的应用价值.本文采用具有纳米结构及高填充密度的RuO₂（纳米球，1.69 g·cm^-3）和Co-Ni氧化物（纳米片，2.14 g·cm^-3）分别作为负极和正极材料，成功地构筑了RuO₂ // KOH / / Co-Ni氧化物非对称超级电容器.所得不对称超级电容器具有高电压窗口（0~1.5V）、高质量比容量（217.5 F·g^-1）和高体积比容量（412.3 F·cm^-3）、高质量能量密度（61.8 Wh·kg^-1）和高体积能量密度（121 Wh·L^-1）的优良性能，在1.4V的电压下以2 A·g^-1的电流密度历经5000次循环后比容量保持率为87％.

玻碳电极表面复合配位银电结晶机理研究

黄帅帅，刘诚，金磊，杨防祖，田中群，周绍民

2018, 24(4): 344-350. doi:10.13208/j.electrochem.180105

摘要 ( 1261 )

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以具有实际应用价值的复合配位体系无氰镀银电解液为研究对象, 运用循环伏安和电位阶跃等实验方法, 结合 Scharifker-Hill 经典理论模型分析, 成功获得了Ag在玻碳电极（GCE）表面电沉积的成核机理及成核动力学参数, 并分析了温度对成核方式及成核动力学参数的影响. 结果表明, 该体系下Ag在GCE表面的电沉积是由扩散控制的不可逆过程, 遵循三维瞬时成核生长机理. 随着阶跃电位从-750 mV 负移至-825 mV, 峰值还原电流Im逐渐增大, 达到峰值还原电流所需时间tm逐渐缩短; 扩散系数D变化不大, 基本稳定在（7.61±0.34）×10^-5 cm²·s^-1; 成核密度数N₀则从3.26 ×10⁵ cm^-2提高至10.2×10⁵ cm^-2. 银沉积初期的形貌观察, 验证了其三维瞬时成核生长机理. 提高温度可以显著改善电解液中具备活性的银配位离子的扩散能力, 缩短成核时间, 提升成核密度数N0.

WO₃/碳布柔性非对称超级电容器的组装及性能研究

邵雯柯，赵雷，刘超，董艳莹，朱元杰，王秋凡

2018, 24(4): 351-358. doi:10.13208/j.electrochem.180124

摘要 ( 1575 )

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以超级电容器的电极材料制备、性质研究及对组装的非对称超级电容器的性能研究为核心内容，提高超级电容器电化学性能为主要目的，采用水热合成法在碳布基底上合成三氧化钨/碳布和活化后的碳布为超级电容器的电极材料。采用SEM、XRD表征方法对制备的材料进行了形貌表征及物相分析；使用上海辰华电化学工作站对电极材料进行了循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能测试. 最终得到以三氧化钨/碳布为正极材料、活化后的碳布为负极材料组装成不对称柔性电容器，进行电化学测试，其电位窗口提高到0~1.6 V，电流密度61.9 mA·cm^-2时，电容达到58.96 F·cm-2，功率密度0.48 W·cm^-2时，能量密度为20.36 mWh·cm^-2，同时在电流密度8 mA·cm^-2时，循环3000次时表现出良好的循环性能，相较于对称型超级电容器，倍率性能更加优异.

自支撑柔性氮掺杂碳织物电极的制备与性能研究

杨波，金直航，赵亚萍，蔡再生

2018, 24(4): 359-366. doi:10.13208/j.electrochem.180110

摘要 ( 828 )

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本文以纯棉织物为基底，吡咯单体为氮源，采用简单的原位聚合-高温煅烧的方法制备了自支撑柔性氮掺杂织物（N-CT）. 利用傅立叶红外技术、X射线光电子能谱、比表面积测试、扫描电子显微镜对所得产物进行结构与形貌表征. 结果表明，碳化后聚吡咯主要以纳米碳球包覆在碳织物表面，N-CT电极的比表面积为495.0 m²·g^-1，其含氮量为2.26%. 电化学测试表明，在0.5 A·g^-1的电流密度下N-CT电极的比电容器为256.2 F·g^-1，经过5000次的恒流充放电循环后电容保持率为98.3%，库伦效率保持率在98.8%左右，具有良好的柔性和机械性能.

钕掺杂二氧化铅复合阳极的电化学性能研究

王鸿辉，马明洁，冯婕，康黄雅，黄文杰

2018, 24(4): 367-374. doi:10.13208/j.electrochem.180411

摘要 ( 884 )

PDF (33640KB) ( 463 )

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利用电沉积法制备了钕（Nd）掺杂钛（Ti）基二氧化铅（PbO₂）复合阳极，采用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、电化学阻抗谱、线性扫描伏安法、循环伏安法等对所制备电极的表面形貌、物相组成及电化学性能进行了分析. 结果表明，Nd 掺杂使得 PbO₂ 阳极表面颗粒变小、结构更加致密，增大了电极比表面积，改善了电极电化学性能. PbO₂ 和 PbO₂-Nd 阳极表层主要为β- PbO₂，Nd 掺杂提高了β- PbO₂ 的结晶纯度，改变了表面相的相对丰度，促进了β(101)晶面形成. PbO₂-Nd 阳极具有更小的电化学反应电阻，更高的析氧电位，更强的电子交换能力和更长的使用寿命. 将所制备电极应用于处理苯酚模拟难降解有机废水，PbO₂-Nd 阳极对苯酚具有更好的电催化氧化效果，降解3 h，苯酚去除率达85.7%，COD 去除率达73.8%. 循环使用6 次，PbO₂-Nd 阳极电催化活性无明显衰减，显示出更好的电催化耐久性.

钠锰比对Na_xMnO₂的性能和钠离子脱嵌过程的影响

谢永纯，王成，蒋芳，杨洋，苏静，龙云飞，文衍宣

2018, 24(4): 375-384. doi:10.13208/j.electrochem.180207

摘要 ( 1480 )

PDF (133318KB) ( 875 )

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采用高温固相法合成了Na_xMnO₂，并用X-射线衍射、X-射线光电子能谱、场发射扫描电镜、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电技术研究了钠锰比对材料的形态结构、电化学性能和钠离子脱嵌过程的影响. 结果表明，Na_xMnO₂ 主要由Na_0.7MnO₂ 和Na_0.91MnO₂ 组成，且Na_0.91MnO₂ 的量随着钠锰比的增加而增加. 随着钠锰比的增加，SEI 膜扩散、界面电化学反应和固相扩散的活化能先减少后增大，而材料的放电比容量则先增大后减少. 当钠锰比为0.80 时，合成的材料1C 倍率下首次放电比容量为152.8 mAh·g^-1，50 次循环容量保持率为80.6%，5C 大倍率下放电比容量为88.3 mAh·g^-1，表现出了良好的循环性能和倍率性，相应的SEI 膜扩散、界面电化学反应和固相扩散过程的活化能分别为68.23、40.07 和57.62 KJ·mol^-1.

氟化石墨材料的改性及其电化学性能研究

张亮，张红梅，万伟华，魏俊华

2018, 24(4): 385-391. doi:10.13208/j.electrochem.180131

摘要 ( 1201 )

PDF (43438KB) ( 1509 )

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本文以商用氟化石墨为原料，通过水合肼还原的方法对氟化石墨（CF_x）进行改性处理，系统研究了不同水合肼用量对材料电化学性能的影响. 采用XRD、SEM、EDS、XPS、交流阻抗（EIS）和恒流放电测试技术，对改性氟化石墨材料的物相及电化学性能进行了分析研究. 结果表明，采用改性氟化石墨材料制备的锂/氟化碳（Li/CF_x）电池的电压滞后现象得到明显改善，且不同水合肼用量对材料的电化学性能有重要影响. H-CF_x-2（CF_x：C₂H₆O：N₂H₄·H₂O 的比例为1：2：1）材料的综合性能最佳，在0.1C 倍率下，材料的克比容量达到794.5 mAh·g^-1，平台电压为2.53V，电压滞后现象的低波电压为2.37 V.

柔性ZnNi/Al-LDHs/碳纤维复合材料的制备及光-电催化特性

田晶晶, 陈涛, 包星辰, 高梦旭, 于业笑, 彭思遥, 晋冠平

2018, 24(4): 392-400. doi:10.13208/j.electrochem.170726

摘要 ( 1170 )

PDF (61667KB) ( 718 )

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本文采用电化学方法，制备了一种便于回收和分离的柔性锌镍/铝层状双羟基/碳纤维(ZnNi/Al-LDHs/CFs) 复合材料. 采用X 射线衍射、红外光谱、场发射扫描电镜、电感耦合等离子体原子发射光谱和电化学阻抗光谱技术表征了ZnNi/Al-LDHs/CFs 复合材料的结构、形貌和光电催化性能. 与单独使用Zn/Al-LDHs/CFs 作为光催化剂或Ni/Al-LDHs/CFs 作为电催化剂相比较，ZnNi/Al-LDHs/CFs 复合材料显示了良好的光-电双功能催化特性，既可被用作乙醇和甲醇氧化的电催化剂，也可光电协同催化 2，6-二氯苯酚降解.

近期热点文章

詹东平

2018, 24(4): 401-402.

摘要 ( 575 )

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《电化学》国内编委会工作会议纪要

《电化学》编辑部

2018, 24(4): 403-405.

摘要 ( 553 )

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内容纪要：此次会议由《电化学》主编孙世刚院士主持，共有43 名编委和顾问参加了此次会议. 会议围绕着《电化学》编委会换届暨第5 届编委会成立和《电化学》近两年的工作汇报以及发展规划等核心议题进行. 与会编委们听取了《电化学》主编孙世刚院士的汇报，并在会后积极发言，提出了许多建设性的意见. 会议期间，中国化学会电化学委员会主任夏永姚教授、陈军院士和孙世刚院士等为与会编委颁发了聘书.

征稿简则

2018, 24(4): 406-406.

摘要 ( 331 )

PDF (152KB) ( 209 )

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