碳糊电极在硫化矿发电浸出过程中的应用研究--《电化学》2005年01期
碳糊电极在硫化矿发电浸出过程中的应用研究
【摘要】：应用线性电势扫描法研究硫化矿的纯矿电极与碳糊电极体系在氯化钠电解液中的电化学行为.结果表明,乙炔黑在硫化矿浸出过程中起到电催化作用,加入乙炔黑的碳糊电极较之纯矿电极,其发电浸出输出电流和电压均有一定程度的增加,同时活化能较传统浸出的低.
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TF111.31【正文快照】：
　　发电浸出是一湿法冶金新工艺,本工作组已对硫化矿的发电浸出作了一系列研究 [1~6],发现在硫化矿电极中加入乙炔黑是提高发电浸出电流及电压的关键因素之一.为了更清楚地了解乙炔黑在硫化矿浸出过程所起到的作用,本文研究了硫化矿碳糊电极在NaCl电解液中的循环伏安曲线特性
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80碳硫仪电极短了不燃烧长了爱烧电极什么原因
智能数显碳硫分析都是利用化学原理、智能数显碳硫分析，从而测出CO2。而高频红外碳硫分析仪则利用物理原理检测、高频红外碳硫分析仪（合作添加不要乱删）这三大类。其中微机（单片机）碳硫分析仪：气体容量法测碳，碘量法测硫：气体分子在红外光波段具有选择性吸收谱图、SO2碳硫仪目前分为微机（单片机）碳硫分析仪
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出门在外也不愁可充锂空气电池关键材料研究--《上海交通大学》2014年博士论文
可充锂空气电池关键材料研究
【摘要】：可充锂空气电池具有能量密度高（达5200Wh kg-1，氧计算在内），绿色环保等优点，是目前备受关注的电化学能量存储体系。自K. M.Abraham构造出首个可充锂空气电池以来，世界各国科学家已经对其展开大量的基础研究工作。虽然已经取得一些初步研究成果，但是对于可充锂空气电池研究仍然处于初级阶段，在实用化之前，两个关键性问题需要解决：1）在缺乏高效氧还原（ORR）和析氧（OER）双效催化剂时，放电产物（过氧化锂或氧化锂）将会逐渐沉积于空气电极空隙并堵塞电极，从而使得氧气不能顺利进入反应界面，导致电池放电停止；2）碳酸酯及醚类电解液应用在锂空气电池中不稳定，在活性氧作用下非常容易分解，从而使得电池性能劣化。本论文针对氧还原/析氧双效催化剂和电解质体系存在的问题进行应用基础研究。主要研究内容如下：
一、使用小分子含氮配体邻菲啰啉螯合过渡金属钴得到钴配合物，将钴配合物负载于BP2000碳载体上，通过热处理制得Co-N/C双效催化剂，探索了热处理温度对Co-N/C催化剂性能的影响。结果表明，800℃热处理的催化剂表现出最优的电化学性能，旋转圆盘测试证实，在有机电解液中为两电子转移机理，氧还原产物为过氧化锂。Co-N/C催化剂在锂空气电池中首圈放电比容量为3221mAh g-（1按空气电极中碳或催化剂质量计算锂空气电池比容量），催化性能与大环化合物钴卟啉（Co-P/C）催化剂相近。
二、基于所制备的Co-N/C双效催化剂，制作锂空气电池空气电极进行电解质研究。制备了PVDF-HFP聚合物电解质，研究了纳米SiO2作为添加剂对聚合物电解质电化学性能的影响。结果表明所制备的聚合物电解质表面致密、没有缺陷孔。纳米SiO2的添加降低了聚合物电解质结晶度，提高了聚合物电解质离子电导率（添加量为3%时离子电导率为1.3×10-5S cm-1，锂离子迁移数为0.36），使用该聚合物电解质制作的锂空气电池在电流密度为0.2mA cm-1时，展现了3163mAh g-1放电比容量。
三、为进一步提高PVDF-HFP聚合物电解质离子电导率，使用离子液体PP13TFSI替代纳米SiO2对电解质进行改性后，电解质离子电导率提高明显（4.9×10-5S cm-1），使用该聚合物电解质制作的锂空气电池充电极化减小0.2V（充电电压为3.6V），电池的倍率性能得到提高：在电流密度为1mAcm-1时，展现了1246mAh g-1放电比容量。
四、针对电解液电化学稳定性差的现象，研究了甲基磷酸二甲酯（DMMP）为有机溶剂的电解液电化学性能。1.0M LiTFSI-DMMP电解液具有较高室温离子电导率（5.1×10-3S cm-1）和较宽电化学窗（5.5Vvs. Li/Li+）。循环伏安测试表明该电解液具有良好溶氧能力和氧气扩散系数，氧还原为多步骤过程，电解液还原起始电位为~2.5VLi/Li+，还原产物的氧化峰电流出现在~3.2VLi/Li+，低于碳酸酯电解液（~3.28VLi/Li+）和四乙二醇二甲醚电解液（~3.56VLi/Li+）。重复扫描50个周期后的循环伏安曲线发现，LiTFSI-DMMP电解液峰电流轻微衰减，表明氧还原产物在玻碳电极表面没有明显积累。
五、基于全氟磺酸膜制备了LiTFSI-DMMP/PFSA-Li聚合物电解质。电化学测试表明该电解质具有宽的电化学窗口（5.0V vs. Li/Li+），室温离子电导率高于PVDF-HFP聚合物电解质一个数量级（1.4×10-4Scm-1），锂离子迁移数有所提高（0.48）。使用该聚合物电解质制作锂空气电池，展现出非常高的充放电比容量以及倍率性能，在电流密度为1mA cm-1时，放电比容量2471mAh g-1。限定时间（两小时）三十个充放电周期效率为98%。X射线光电子能谱表明放电产物为锂氧化物，核磁结构分析证实该电解质在锂空气电池循环过程中结构稳定、没有分解。
【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2014【分类号】：TM911.41【目录】：
摘要3-6ABSTRACT6-14第一章 绪论14-38 1.1 引言14 1.2 锂空气电池基本原理14-17 1.3 锂空气电池特点17-18 1.4 空气电极研究进展18-25
1.4.1 空气电极结构18
1.4.2 碳材料18-22
1.4.3 非贵金属氧还原/析氧双效催化剂22-24
1.4.4 贵金属氧还原/析氧双效催化剂24-25 1.5 电解质研究进展25-33
1.5.1 有机电解液25-31
1.5.2 聚合物电解质31-32
1.5.3 无机陶瓷电解质32-33 1.6 防水透气膜33-34 1.7 锂空气电池存在的问题34-35 1.8 本论文选题依据和主要研究思路35-38
1.8.1 选题依据35
1.8.2 主要研究思路35-38第二章 实验部分38-45 2.1 主要试剂38-39 2.2 主要仪器39-40 2.3 物理性能测试40-41
2.3.1 X-射线粉末衍射（XRD）40
2.3.2 X-射线光电子能谱分析(XPS)40
2.3.3 电感耦合等离子发射光谱(ICP)40
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)40
2.3.5 傅里叶变换红外光谱（FTIR）40-41
2.3.6 元素分析41
2.3.7 同步热分析（TGA-DSC）41
2.3.8 BET 分析41
2.3.9 核磁结构表征41 2.4 电化学性能研究41-45
2.4.1 电化学窗口41-42
2.4.2 旋转圆盘测试42
2.4.3 锂离子迁移数测试42-43
2.4.4 离子电导率测试43
2.4.5 实验电池的组装43-44
2.4.6 充放电测试44-45第三章 CO-N/C 双效催化剂制备与电化学性能45-66 3.1 引言45 3.2 催化剂制备45-46 3.3 配合物负载量对催化剂结构和性能影响46-50
3.3.1 催化剂物理结构表征46-48
3.3.2 催化剂电化学性质48-50
3.3.3 催化剂充放电性能50 3.4 热处理温度对催化剂结构和性能影响50-64
3.4.1 热处理温度对催化剂物理结构影响50-56
3.4.2 热处理温度对催化剂 ORR/OER 影响56-61
3.4.3 催化剂充放电性能61-64 3.5 本章小结64-66第四章 PVDF-HFP 聚合物电解质制备与电化学性能66-94 4.1 引言66 4.2 聚合物电解质制备66-68 4.3 纳米二氧化硅对 PVDF-HFP 聚合物电解质改性68-81
4.3.1 制备条件对电解质表面形貌影响68-70
4.3.2 热稳定性分析70-71
4.3.3 红外光谱71-72
4.3.4 X-射线衍射72-73
4.3.5 离子电导率73-76
4.3.6 锂离子迁移数76-78
4.3.7 电化学窗口78-79
4.3.8 充放电性能测试79-81 4.4 离子液体对 PVDF-HFP 聚合物电解质改性81-92
4.4.1 离子液体含量对电解质表面形貌影响82-83
4.4.2 热稳定性分析83
4.4.3 红外光谱83-84
4.4.4 X-射线衍射84-85
4.4.5 离子电导率85-87
4.4.6 锂离子迁移数87-89
4.4.7 电化学窗口89-90
4.4.8 充放电性能测试90-92 4.5 本章小结92-94第五章 基于全氟磺酸膜聚合物电解质制备与电化学性能94-117 5.1 引言94-95 5.2 聚合物电解质制备95 5.3 LITFSI-DMMP 电解液电化学性能95-102
5.3.1 电化学窗口95-96
5.3.2 离子电导率96-97
5.3.3 循环伏安97-99
5.3.4 氧还原/析氧过程分析99-100
5.3.5 LiTFSI-DMMP 电解液充放电性能100-102 5.4 全氟磺酸锂聚合物电解质102-104
5.4.1 聚合物电解质表面形貌102-103
5.4.2 红外光谱分析103-104
5.4.3 同步热分析104 5.5 LITFSI-DMMP/PFSA-LI 电化学性质104-112
5.5.1 电化学窗口104-105
5.5.2 离子电导率105-106
5.5.3 锂离子迁移数106-107
5.5.4 充放电性能107-112 5.6 LITFSI-DMMP/PFSA-LI 电化学稳定性研究112-115
5.6.1 X-射线衍射与光电子能谱分析112-113
5.6.2 核磁结构分析113-115 5.7 本章小结115-117第六章 总结与展望117-120 6.1 结论117-119 6.2 展望119-120参考文献120-131博士期间发表论文及申请专利131-133致谢133-135
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