Structure and electrochemical properties of low-cobalt La1- xLixNi3.2Co0.3Al0.30≤x≤0.2 hydroge
共轭聚合物 有机半导体 英文
共轭聚合物有机半导体英文英文回答：Conjugated polymers are a class of organic semiconductors that have alternating single and double bonds along their backbone. This unique structure gives conjugated polymers interesting electrical and optical properties, making them promising candidates for use in various electronic applications.Conjugated polymers are typically synthesized via chemical polymerization techniques, such as oxidative coupling or Heck reaction. The resulting polymers are typically soluble in organic solvents and can be processed into thin films using techniques such as spin coating or drop casting.The electrical properties of conjugated polymers are highly dependent on the degree of conjugation, which is the length of the alternating single and double bond sequence.Longer conjugation lengths lead to higher charge carrier mobility and lower bandgap, making the polymer more conductive and semiconducting, respectively.The optical properties of conjugated polymers are also affected by the degree of conjugation. Longer conjugation lengths lead to absorption and emission of light at longer wavelengths, resulting in a red shift in the polymer's absorption and emission spectra.Conjugated polymers have been used in a variety of electronic applications, including organic solar cells, organic light-emitting diodes (OLEDs), and transistors. In organic solar cells, conjugated polymers act as the active layer, absorbing light and generating charge carriers that are then collected by the electrodes. In OLEDs, conjugated polymers are used as the emitting layer, emitting light when an electric current is applied. In transistors, conjugated polymers are used as the semiconductor channel, controlling the flow of current between the source and drain electrodes.Conjugated polymers are a promising class of materials for use in electronic applications due to their unique electrical and optical properties. Further research is needed to improve the performance and stability of conjugated polymers, but they have the potential to revolutionize the field of electronics.中文回答：共轭聚合物是有机半导体的一种，其主链上交替排列着单键和双键。
掺杂／改性蒙脱土的研究进展及应用
掺杂／改性蒙脱土的研究进展及应用熊健;陈鹏;付昭浩;德庆旺姆;杨兴文【摘要】The montmorillonite was one of mineral materials , which was favored by researchers because of superior physical and chemical properties.The structure and elementary property of montmorillonite were introduced.The organically modified , inorganic modified , organic-inorganic compound modified and doping methods of montmorillonite were discoursed.The application of montmorillonite in effluent treatment , electrochemical , nanocomposites and catalytic materials was summarized.%作为矿物材料之一的蒙脱土以其优越的物理、化学特性而倍受研究者的青睐。
本文介绍了蒙脱土的结构和性质，对蒙脱土的有机改性、无机改性、有机-无机复合改性及掺杂方法作了论述，并对掺杂/改性蒙脱土在废水处理、电化学、纳米复合材料、催化材料方面上的应用作了概括介绍。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)019【总页数】3页(P6-7,10)【关键词】改性蒙脱土;掺杂蒙脱土;应用【作者】熊健;陈鹏;付昭浩;德庆旺姆;杨兴文【作者单位】西藏大学理学院，西藏拉萨 850000;西藏大学理学院，西藏拉萨850000;西藏大学理学院，西藏拉萨 850000;西藏大学理学院，西藏拉萨850000;西藏大学理学院，西藏拉萨 850000【正文语种】中文【中图分类】TQ424专论与综述自然界中粘土的种类繁多，其中蒙脱土以其优越的物理、化学特性而倍受研究者的青睐。
电化学原位生长英文
电化学原位生长英文Electrochemical In Situ Growth.Electrochemical in situ growth is a powerful technique for the synthesis of functional materials with controlled morphology, composition, and properties. It involves the electrochemical deposition of a material onto a substrate in the presence of a suitable electrolyte. The process can be used to synthesize a wide variety of materials, including metals, semiconductors, and polymers.The main advantage of electrochemical in situ growth over other deposition techniques is that it allows for the precise control of the deposition process. By controlling the electrochemical parameters, such as the electrode potential, current density, and electrolyte composition, the morphology, composition, and properties of the deposited material can be tailored to meet specific requirements.Electrochemical in situ growth has been used to synthesize a wide variety of functional materials, including:Metals: Metals such as copper, gold, and silver can be deposited electrochemically in situ to form thin films, nanostructures, and other complex structures.Semiconductors: Semiconductors such as silicon and gallium arsenide can be deposited electrochemically in situ to form thin films, nanocrystals, and other nanostructures.Polymers: Polymers such as polypyrrole and polyaniline can be deposited electrochemically in situ to form thin films, nanofibers, and other nanostructures.Electrochemical in situ growth is a versatile technique that can be used to synthesize a wide variety of functional materials with controlled morphology, composition, and properties. It is a powerful tool for the development of advanced materials for applications in electronics, energy storage, catalysis, and other fields.电化学原位生长。
钻井常用英语词汇1焊条残头rodstub2半潜平台semisubmersiblerig
钻井常用英语词汇1 焊条残头rod stub2 半潜平台semisubmersible rig3 甲板上/上层建筑topside /upper structure4 平焊/仰焊flat position / downhandwelding5 （搬运〕小车carrier6 (保温用的)岩棉管rock wool shell7 (单点系泊的)油克yoke8 (导管架装船的)固定seafastening / tie-downof jackets9 （对接）错皮wall offset10 （方形无压）罐tank11 （非方形有压）罐试比较 vessel12 (非方形有压)罐vessel13 (杆件的)单件图member drawing14 （杆件之间的）相碰、打架interference15 (钢板的)轧制方向rolling direction16 （管件的）段can17 （管件的）加厚段barrel18 （焊接）工艺孔access hole (for welding)= cope hole19 （焊接）工艺孔cope hole20 （焊接的）长肉(to be ) buttered21 （检验的）停点hold point22 （角焊缝）焊角高度leg of a fillet weld23 (截面较小的)圆钢方钢六角钢等bar24 （卷管的）压头edge crimping25 (抛丸用的)钢丝丸steel wire shot26 （喷砂用的）磨料abrasive27 (统计用)S曲线S-curve28 (统计用)直方图histogram29 （文件的）发放release = issue = distribution30 (污水)含油浓度oil concentration31 (验收)标准criteria32 （阳极的）电流密度current density33 （阳极的）电流容量current capacity34 (阳极的)极化电位polarization potential35 （油漆的）固化时间curing time36 (油漆的)混合期效pot life37 A－60级防火门A-60 fire door38 API 适用规范applicable API specification39 API规定的要求API specified requirements40 CO2灭火器CO2 extinguisher41 CO2气瓶组CO2 cylinder unit42 H型钢H-shape43 J形管J-tube44 K 形坡口double bevel groove45NRL 落锤试验NRL (Naval ResearchLaboratory) drop weight test46 T 型钢 "T" steel47 T、K、Y型节点T，K and Y joints48 UT用的耦合剂couplant49 U形螺栓U-bolt50 Y型三通Y-type tee51 Z向特性Z direction property52 安全阀safety valve53 安全工作荷载safe working load (SWL)54 安全帽hard hat55 安全帽safety cap56 安全帽、焊接面罩helmet57 安全区safety zone58 安全系数safety factor59 安装erection60 安装现场installation site61 按A的意愿at the option of A62按照according to = in accordancewith = in line with = as per =in the light of63 按照as per64 按照in accordance with65 按照in line with66 按照in the light of67 拔桩pile extracting68 百分表dial gauge69 百年一遇a-hundred-year return period70 扳手spanner71 板尺steel ruler72 板梁plate girder73 板式换热器plate type heat exchanger74 板桩sheet piling75 半成品semifinished /intermediateproduct76 半潜式钻井装置semisub drilling unit77 半镇静钢capped steel78 半自动焊semi-automatic welding79 伴热管线heat traced pipeline80 伴生气associated gas81 绑带buckle fastener82 包括但不限于include but not limited to83 饱和潜水saturation diving84 保护滤器guard filter85 保温insulation86 保温thermal insulation87 保温钉stud pin88 保温加伴热insulation (heat traced)89 报警蜂鸣器alarm buzzer90 报警喇叭alarm horn91 爆炸下限low explosion limit (LEL)92 备用电站stand-by power station93 背压式调节阀（自力式）backpressure regulator (selfcontained)94 被交管intersected pipe95 被交位置foot print96 苯二甲酸涂料phthalic paint97 必须（强制性的）shall98 闭/开路closed / open circuit99 闭式排放泵closed drain pump100 闭式排放罐close drain tank101 闭式排放罐closed drain tank102 壁厚wall thickness (WT) 103 避雷器spark arrester104 边界条件boundary condition105 编制和保存文件compile and maintain adocument106 编制文件develop / establish a document 107 扁钢flat bar108 扁阳极flat plate anode109 变径头swage nipple110 标高、立面图elevation （EL）111 标准试块standard test block112 表面处理surface preparation113 表面弯曲试验face bend test114 表明说话人的意志,一般为will业主行为,而非承包商行为115 驳船强度及稳性barge strength and stability 116 补焊、返修焊缝repair welding117 补强用环板ring stiffener118 捕集器slag catcher119 不等边角钢unequal angle120不间断电源uninterrupted power supply(UPS)121 不可燃物质non-combustible122 不利条件adverse condition123 不一致事项non-conformance124 布风器diffuser125 布氏硬度Ball hardness126 材料标识material identification127 材料表material list128 材料储存material storage129 材料代用material substitution130材料的接受和储存receipt and storage ofmaterials131 材料跟踪material traceability132 材料估算单material take-off133 材料交货delivery of materials134 材质、材料material135 采购purchase136采暖、通风、空调系统heating, ventilation and airconditioning system (HAV) 137 采油树Christmas tree138 残余应力residual stress139 舱底污水－消防两用泵bilge/ fire pump140 槽钢channel steel141 槽焊slot welding142 侧弯试验side bend test143 侧向荷载lateral load144 层间温度interpass temperature145 层状撕裂lamellar tearing146 插焊法兰socket weld flange147 插焊管座sockolet148 插焊式socket type149 插尖stabbing cone150 插尖stubbing cone151差压控制阀differential pressurecontrol valve152 差压流量计pressure differential flowmeter153 拆除disassembling154 柴油泵diesel pump155 柴油储罐diesel storage tank156 柴油储罐（带加热器）diesel storage tank withheater157 柴油发电机组diesel generator set 158 柴油罐diesel tank159 柴油过滤净化装置diesel filter coalescer160 柴油日用罐diesel daily tank161 柴油日用罐（带加热器）diesel oil daily tankwith heater162 柴油输送泵diesel transfer pump163 产品标识和跟踪product identification andtraceability164 产品使用说明manufacturer's instruction 165 铲车、叉车fork lift166 常开/常闭阀normally open / close valve167 常压潜水系统atmospheric diving system= unpressurized diving system168 厂家的材质证书mill certificate169 超声波测厚仪ultrasonic thickness meter 170 超声波发射程距beam path distance171 超声波检验ultrasonic examination172 超声波探伤ultrasonic technique (UT) 173 超声波探伤ultrasonic technique (UT) 174 超声波斜射探伤angle probe method175 超重excess of weight176 潮差段tidal zone177 潮汐变化、潮差tidal variations178 车间底漆shop primer179 车间加工图shop drawing180 车间加工图shop drawing181 沉垫自升式钻井船mat support jack-up rig 182 沉箱caisson183 沉箱式平台caisson-type platform184 衬垫焊welding with backing185 撑杆spreader bar186 成品finished product187 承包商contractor188 吃水标尺draught gauge 189 尺寸检验dimensional checks190 冲剪应力punching shear191 冲眼punch marks192 冲桩pile washing out193 冲子center punch194 抽检check randomly195 抽检spot check196 除非另外说明unless otherwise specified 197 除非另外说明UNO (unless noted otherwise) 198 除砂罐desander199 除锈remove rust200 储存场地storage area201储罐－外输关系关断盘tank and loading shutdownpanel (TLSDP)202储油、装油与输油设备oil storage, loading andtransportation equipment203 储油轮oil storage barge204 储油平台storage platform205 穿梭油轮shuttle tanker206传热介质油heating medium oil, thermaloil207 传真收发两用机facsimile transceiver208 船艏bow209 船艉stern210 船艉绞车aft winch211 串靠系泊tandem mooring212 串靠装油系统tandem loading system213 吹扫/引燃器橇块purge/pilot gas package214 捶击peening215 锤子hammer216 瓷砖ceramic tiles217磁粉和悬剂magnetic particle andsuspension218磁粉探伤magnetic particle technique(MT)219磁粉探伤magnetic particle technique(MT)220磁轮式气割机gas cutting machine withmagnetic wheels221 次要/主要拉筋secondary/primary brace222 丛式井口clustered well heads223 脆性brittleness224 淬火加回火钢quenched and tempered steel225 锉刀file226 错皮high-low227 错皮mismatch = high-low228 搭接焊lap welding229 搭接节点overlapping joint230 打底焊道backing weld231 打磨grind232 打磨（名词）grinding233 打桩(to)drive piles234 打桩piling235 打桩船pilling barge236 打桩的锤击数blow count237 打桩记录pile driving records238 大水量灭火系统fire water deluge system 239 大小口、锥体cone240 大小头、变径头reducer241 带扶手的半软椅chair with arm-rests242 带手轮的控制阀control valve (accessorieshandwheel)243 带有丝堵的管座boss with plug244 待定hold245 单点系泊single buoy mooring (SBM) 246 单点系泊single point mooring (SPM) 247 单件图cutting sheet248 单锚腿系泊single anchor leg mooring(SALM)249 单面 V 形坡口single V groove250 单面坡口single groove251 单片起吊lifting up of panel structure 252 单十字带缆柱cruciform bollard253 单线图one-line diagram254 弹簧垫片spring washer255 淡水泵fresh water pump256 淡水罐（带加热器）fresh water tank withelectric heater257 淡水压力罐fresh water pressure vessel 258 档水扁钢coaming259 导电连接electrical connection260 导管架jacket261 导管架的下水和直立launching and uprighting of ajacket262 导管架的现场定位platform positioning on thesite263 导管架的运输船transport vessel for jackets264 导管架吊耳jacket lifting eye265 导管架调平jacket leveling266 导管架定位jacket positioning267 导管架扶正jacket handling268 导管架改造jacket modification269 导管架固定jacket securing270 导管架帽jacket cap271 导管架片jacket panel272 导管架片组对jacket panel assembly273 导管架腿柱jacket leg274 导管架下水驳船jacket launching barge275 导管架下水及竖立jacket launching and upending276 导管架型平台template type platform277 导航灯navigational light278 导向结构guide structure279 导向喇叭口guide funnel280 倒链chain block281 到货检验receiving inspection282 登船平台boat landing283 等边角钢equal angle284 等离子弧焊接plasma arc welding (PAW)285 等离子弧切割plasma arc cutting (PAC)286 低氢型焊条low hydrogen type electrode287 低热量输入low heat input288 低碳钢mild steel289 低压气净化器low pressure scrubber290低应力圆头钢印low stress round nosed diestamp291 底阀foot valve292 底甲板cellar deck293 底面回声bottom echo294 底漆first coat295 地基承载力bearing strength of the ground296 地脚螺栓anchor bolt297 地锚块anchor block298 地面安全阀surface safety valve (SSV)299 地下水缓冲罐underground water surge tank300 地线earth lead301 第三方检验机构certifying authority302 点焊tack welding303 点焊工tacker304 点火器ignitor305 电磁阀solenoid valve306 电动阀motor operated valve307 电动钢丝刷power wire brush308 电焊把线welding cable309 电焊条electrode310 电焊条rod electrode311 电弧切割arc cutting312 电化学特性electrochemical property 313 电加热器electric heater314 电解质electrolyte315 电缆托架cable rack /tray316 电潜泵electric submersible pump 317 电脱水供给泵dehydrator feed pump 318 电脱水器electric dehydrator319 电脱盐器electric desalter320 电-液操作阀electric-hydraulic valve 321 电渣焊接electro-slag welding322 电阻焊ERW (electric resistancewelding)323 垫板、包板doubler plate 324 垫墩cup support 325 垫墩saddle326 垫片washer327 垫圈gasket328 吊臂倾斜角boom angle329 吊点lifting lug 330 吊点lifting padeye 331 吊点padeye332 吊耳lug333 吊机扒杆boom334 吊机支撑crane support335 吊上及吊下驳船的导管架jacket lifted on and off thebarge336 吊索sling337 吊艇机lifting gear338 吊艇架life boat davit , davit 339 吊装计算lift calculation340 调试commissioning341 调直straightening342 蝶阀butterfly valve343 丁字尺T-square 344 顶/中/下/底甲板top/middle/lower/cellar deck 345 订货合同号purchase order number346 定期检验periodical survey347 定位positioning348 定位器positioner349 动力舱、机舱engine room350 动力定位钻井船dynamic-positioning rig351 短粗管stub352 断裂韧性fracture toughness353 断续焊intermittent welding354 锻钢forged steel (FS)355 对焊管座weldolet356 对接焊缝butt-welded seam357 对丝nipple358 钝边高度thickness of root face359 钝化敏感度susceptibility to passivation 360 多层焊multipass welding361多浮筒系泊系统multi-point mooring , spreadmooring362 多井基盘系统multi-well template system 363 多台吊车联合起吊multiple lift364 多头计量泵multihead metering pump365 多用途环氧漆multi-purpose epoxy366 惰性气体发生器撬inlet gas generator package 367 二遍漆second coating368 二级气体洗涤器second gas scrubber369 二级水力旋流器second stage hydrocyclone 370 二面角dihedral angle371 二氧化碳气瓶carbon dioxide cylinder372二氧化碳气体保护电弧焊carbon-dioxide(CO2) arcwelding373 翻身垫墩roll-up support374 反冲洗罐backwash surge tank375 反冲洗回流泵backwash return pump376 反冲洗水罐backwash tank377 反面气刨back gouging378 返工rework379 返修率extent of repair380 返修率repair rate381 方钢square bar382 防爆设备explosion proof equipment 383 防沉板mud mat384 防毒面具breathing apparatus ,respirator385 防风墙wind shield386 防腐corrosion protection 387 防寒救生衣immersion suit388 防滑陶瓷马赛克nonskid ceramic mosaic 389 防火风闸fire damper390 防火距离exposure distance391 防火门fire door closer, fire proofdoor392 防火墙fire proof wall , fire wall 393 防火墙fire protection wall394 防火塑料地板fire protected plastic tiles 395 防火陶棉ceramic fibres396 防静电地板anti-electrostatic floor397 防喷器紧急回收系统emergency BOP recovery system398 防喷器系统blowout preventer system(BOP system)399 防喷器组blowout preventer stack400 防酸水泥acid proof cement401 防污染措施antipollution measures402 防锈漆anticorrosive paint403 仿形切割shape cutting404 放空管atmospheric vent405 放空管vent pipe406 放样mold lofting407 飞边毛刺burr and flashing408 飞溅区splash zone409 废热回收装置waste heat recovery unit 410 废水处理井waste water disposal well 411 废油罐waste oil tank412 沸腾钢rimmed steel413 分贝Decibel (dB)414 分离 / 缓冲器separator / urge vessel 415 分离器separator416 酚醛树脂涂料phenolic paint417 粉线、墨斗线spring line418 风铲chisel419 风带air-hose420 封隔器packer421 敷缆船cable layer 422 扶桩间隙块pile spacer423 浮球控制阀floater controlled valve424 浮式储油装置floating oil storage unit 425浮式生产储油外输轮floating production, storageandoff-loading tanker426浮式生产储油装置floating oil production andstorage unit (FPSU)427 浮式生产平台floating production platform 428 浮式输油软管floating cargo hose429 浮式装油软管floating loading hose430 浮式钻井船drillship ,drilling ship431 浮筒转塔式系泊buoyant turret mooring432 浮心center of buoyancy433 符合(动词) comply with434 符合(名词) compliance with435符合、遵守conform to = stick to = adhereto436 腐蚀挂片corrosion coupon437 腐蚀余量corrosion allowance438 附件attachments439附件appurtenance =attachment=accessory=auxiliary440 附件miscellaneous items441 复合岩棉板composite rockwool panel442 复合岩棉天花板composite rockwool ceiling 443 复涂间隔over coating intervals444 复杂节点complex joint445 腹板web446 概念设计conceptual design447 概念图纸conceptual drawing448 干粉灭火器dry chemical extinguisher 449 干膜厚度DFT(dry film thickness)450 干扰回声parasitic echo451 干式采油树dry-type tree452 甘油glycerin453 杆件member454 杆件号member number455 钢板网metal lash456 钢板桩sheet pile457 钢材出厂时的表面氧化皮mill scale458 钢厂mill459 钢卷尺、盘尺steel tape 460 钢印die stamp461 高－低压开关high / low pressure switch(PSHL)462 高浓度可燃气报警high concentration gas alarm 463 高强度钢high strength steel464 高压分离器high pressure separator (HPseparator)465 高压火炬high pressure flare466 高压凝析油罐high pressure condensate tank467 高压潜水系统hyperbaric diving system= pressurized diving system468 割除、割除物cut off469 格栅grating470 隔板diaphragm471 隔板，舱壁bulk head472 隔膜阀diaphragm valve 473 隔水套管conductor474 根部焊道root run475 工程船舶engineering vessel476 工程地质船engineering geotechnicalvessel477 工具箱tool box478 工序process479 工序间的检验in-process inspection 480 工艺模块process module481 工艺排放process drain482 工作点working point483 工作中自检quality check in process 484 公差tolerance485 公称直径nominal diameter486 公式equation487 公用空气接受器utility air receiver 488 公用设施模块utility module489 公用设施排放utility drain490 供方。
LiTi2(PO4)3_C 复合材料的制备及电化学性能
LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料的制备及电化学性能袁铮崔永丽沈明芳强颖怀庄全超*(中国矿业大学材料科学与工程学院,锂离子电池实验室,江苏徐州221116)摘要:采用聚乙烯醇(PVA)辅助溶胶-凝胶法合成了具有Na +超离子导体(NASICON)结构的LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料.运用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电测试、循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)等对其结构形貌和电化学性能进行表征.实验结果表明:合成的LiTi 2(PO 4)3/C 具有良好的NASICON 结构,首次放电容量为144mAh ·g -1.电化学阻抗谱测试结果显示,LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料电极在首次嵌锂过程中分别出现了代表固体电解质相界面(SEI)膜及接触阻抗、电荷传递阻抗和相变阻抗的圆弧，并详细分析了它们的变化规律.计算了Li +在LiTi 2(PO 4)3中嵌入/脱出时的扩散系数,分别为2.40×10-5和1.07×10-5cm 2·s -1.关键词:LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料;电化学阻抗谱;固体电解质界面膜;接触阻抗;相变;扩散系数中图分类号:O646Preparation and Electrochemical Performance of LiTi 2(PO 4)3/CComposite Cathode for Lithium Ion BatteriesYUAN ZhengCUI Yong-LiSHEN Ming-FangQIANG Ying-HuaiZHUANG Quan-Chao *(Li-Ion Batteries Laboratory,School of Materials Science and Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,Jiangsu Province,P .R.China )Abstract:LiTi 2(PO 4)3/C composite with a Na +superionic conductor (NASICON)-type structure was prepared by a sol-gel method.The LiTi 2(PO 4)3/C composite had a good NASICON structure and good electrochemical properties as revealed by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),charging/discharging tests,cyclic voltammetry (CV),and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).The first discharge capacity was 144mAh ·g -1.The EIS results indicated that there appeared semicircles respectively representing the solid electrolyte interface (SEI)film as well as the contact resistance,charge transfer resistance,and phase transformation resistance in the initial lithiation process of LiTi 2(PO 4)3/C composite electrode.The chemical diffusion coefficients of intercalation and de-intercalation of Li +in the LiTi 2(PO 4)3cathode material were calculated to be 2.40×10-5and 1.07×10-5cm 2·s -1,respectively.Key Words:LiTi 2(PO 4)3/C composite material;Electrochemical impedance spectroscopy;Solidelectrolyte interface film;Contact resistance;Phase transformation;Diffusion coefficient[Article]d oi:10.3866/PKU.WHXB201203012物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin .2012,28(5),1169-1176May Received:November 18,2011;Revised:February 20,2012;Published on Web:March 1,2012.∗Corresponding author.Email:zhuangquanchao@;Tel:+86-136********.The project was supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities,China (2010LKHX03,2010QNB04,2010QNB05)and Innovation and Ability Enhancement Funds for Fostering Subject of China University of Mining and Technology (2011XK07).中央高校基本科研业务费专项资金(2010LKHX03,2010QNB04,2010QNB05)和中国矿业大学培育学科创新能力提升基金(2011XK07)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico-Chimica Sinica1引言自20世纪90年代以来,锂离子电池以其较高的工作电压、较大的比容量以及绿色安全等优点引起了企业和研究机构的广泛关注.锂离子电池正极材料占锂离子电池总成本的40%左右,也是制约其容量的主要因素,因此开发理想的正极材料,是今后锂离子电池研究的热点和发展电动交通工具的关键.11169Acta Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28磷基材料以其较高的能量密度和良好的散热性能受到了研究学者的广泛关注.2-7在过去的研究中,人们把注意力大都集中在橄榄石型结构的LiMPO4(M=Mn,Fe,Co,Ni)系列材料上,特别是具有较高的理论容量(170mAh·g-1),适中的电位(Li/ Li+为3.4V),以及对环境友好等特点的LiFePO4材料.2近年来,除了传统的橄榄石型的磷酸盐外,其他晶体结构的磷酸盐也逐渐受到重视.LiM2(PO4)3 (M=Fe,V,Ti)是一类Na+超离子导体(NASICON)结构的材料,不仅可以用于固体电解质,也可用于锂离子电池电极材料.8-11NASICON结构是带负电的三维骨架,结构式为Ti2P3O12,是由PO4四面体和TiO6八面体相连接,每个TiO6八面体与6个PO4四面体相连接,Li+在晶体结构的三维通道中迁移.12LiTi2(PO4)3属于NASICON 型超离子导体材料,有两种不同的Li+位(M1和M2), M1被完全填充,而M2都是空位.在放电过程中,有两个Li+嵌入LiTi2(PO4)3中形成Li3Ti2(PO4)3,充电的过程两个Li+从Li3Ti2(PO4)3中脱出形成LiTi2(PO4)3.13,14目前关于用LiTi2(PO4)3作为锂离子电池电极材料的研究报道并不多,而且LiTi2(PO4)3多采用高温固相法制得.本文采用溶胶-凝胶法替代传统的高温固相法制备了LiTi2(PO4)3/C复合材料,并研究其电化学性能.2实验部分聚乙烯醇(PV A,含量高于97%)、NH4H2PO4(含量高于99%,分析纯)均为天津福晨化学试剂厂产品,Li2CO3(含量高于98%,分析纯)、TiO2(含量高于98%,化学纯)均为国药集团化学试剂公司产品.采用溶胶-凝胶法制备LiTi2(PO4)3/C.具体过程为:先将PV A溶于去离子水中,然后加入摩尔计量比的Li2CO3、NH4H2PO4、TiO2,使其在去离子水中充分溶解.混合物在80°C水浴搅拌器内搅干形成固体,然后在鼓风干燥箱内80°C下干燥24h,研磨后得到前驱体.将前驱体移入瓷舟内并放入管式炉内,在Ar气氛保护下,以10°C·min-1升温速率加热到900°C,保温12h,即得到LiTi2(PO4)3/C样品.反应方程式为:0.5Li2CO3+2TiO2+3(NH4)H2PO4→LiTi2(PO4)3+3NH3+4.5H2O+0.5CO2(1)物相测试在D/Max-3B型X射线衍射仪(日本理学Rigaku)上完成.测量条件为Cu靶,Kα射线,石墨单色器,管电压35kV,管电流30mA,扫描速率为3 (°)·min-1,采样间隔为0.02°.样品形貌用美国FEI 公司生产的Quanta250环境扫描电子显微镜进行观察.LiTi2(PO4)3/C复合材料电极按70%(w)的活性材料,20%(w)的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)粘合剂(99%,Kynar HSV910,Elf-atochem,USA), 10%(w)的炭黑(99%,上海杉杉科技有限公司)组成,以铝箔作为集流体.电解液为1mol·L-1LiPF6-碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二乙酯(DEC)/碳酸二甲酯(DMC) (体积比1:1:1)(张家港国泰华荣化工新材料公司).所有电化学实验均采用2032扣式电池体系,金属锂片为对电极.充放电实验在2XZ-2B电池检测系统(深圳新威电子仪器公司)上完成.充放电电压范围为1.50-3.50V,充放电倍率为0.1C(1C=138 mAh·g-1).循环伏安(CV)及电化学阻抗谱(EIS)测试在CHI660D电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)上完成.CV的扫描速率为10-4-10-3V·s-1不等,电压范围为1.50-3.50V.EIS测试频率范围为10-2-105Hz,交流信号振幅为5mV,测试中获得的阻抗数据用Zview软件进行拟合.3结果与讨论3.1XRD及SEM结果图1为LiTi2(PO4)3/C复合材料的XRD图谱.对照JCPDS(#35-0754)卡片可知,各个衍射峰与标准卡片上一致,图谱衍射峰尖锐,峰强较高,说明材料具有良好的NASICON结构晶型.11此外,XRD图谱中出现3个低强度P2O5的杂质衍射峰,很可能在合成过程中由于未反应的(NH4)H2PO4在高温时分解引入的.图2为LiTi2(PO4)3/C复合材料的SEM图像.从图1LiTi2(PO4)3/C复合材料XRD的图谱Fig.1XRD pattern of LiTi2(PO4)3/C compositematerial1170袁铮等:LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料的制备及电化学性能No.5图中可以看出,LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料的颗粒比较大,在10μm 左右,这可能是因为在烧结的过程中,温度过高发生颗粒的团聚造成的.在LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料中,颗粒的表面存在一些孔洞,这些孔洞的存在有利于Li +的脱出和嵌入,可提高活性物质的利用率.3.2CV 及充放电实验结果图3为LiTi 2(PO 4)3/C 电极的循环伏安曲线.可以看出,在1.50-3.50V 的充放电电压范围内,LiTi 2(PO 4)3/C.只存在一对氧化还原峰,氧化脱锂峰在2.60V 附近,还原嵌锂峰在2.40V 附近,说明NASICON 结构的LiTi 2(PO 4)3中的锂离子脱嵌是一步进行的.氧化还原电位差ΔV 为0.20V ,略大于充放电平台差(ΔV =0.05V),这是因为循环伏安模拟电池充放电过程时会存在极化现象,使ΔV 略有增加.从图中可以发现,第一周扫描过程中,还原嵌锂峰的峰值电流I p1为0.69mA,氧化脱锂峰值电流I p2为0.47mA,说明首次脱/嵌锂时的电化学动力学存在差异.在以后的几周中,还原峰值和氧化峰值基本一致,重合性也较第一周好,说明材料在经过第一周充放电后,结构的稳定性有所增加.15图4(a)为LiTi 2(PO 4)3/C 电极在第1和2周的充放电曲线,其中放电平台为2.45V ,充电平台为2.50V ,与理论充放电平台一致,16且平台较平,说明材料具有良好的电化学性能.第一周充放电容量分别为137和144mAh ·g -1.Wang 等11指出,NASICON 结构的LiTi 2(PO 4)3在锂离子嵌入/脱出时,除了Ti 4+/Ti 3+得到/失去电子外,[PO 4]3-也可以得失电子,这样理论上每1mol LiTi 2(PO 4)3反应会有5.2mol 的Li +嵌入/脱出.而在本研究中,1mol LiTi 2(PO 4)3中大约有2图2LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料不同放大倍数的SEM 图像Fig.2SEM photographs of LiTi 2(PO 4)3/C compositematerial with differentmagnifications图3LiTi 2(PO 4)3/C 电极循环伏安曲线Fig.3Cyclic voltammetry curves of LiTi 2(PO 4)3/Celectrode图4(a)LiTi 2(PO 4)3/C 电极充放电曲线(第1、2周);(b)LiTi 2(PO 4)3/C 电极循环效率曲线Fig.4(a)Charge/discharge curves of LiTi 2(PO 4)3/C electrode (1st,2nd cycles);(b)cycling property curves ofLiTi 2(PO 4)3/C electroderange of voltage:1.50-3.50V1171Acta Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28mol 的Li +嵌入/脱出(138mAh ·g -1),这说明在此电压范围内,锂离子的嵌入/脱出是由Ti 4+/Ti 3+的氧化还原造成的,并没有PO 3-4参加反应.LiTi 2(PO 4)3/C 电极的循环性能曲线如图4(b)所示,除首次充放电过程中存在一定的不可逆容量衰减外,充放电容量基本保持一致,充放电效率基本上保持在100%.但是材料容量的衰减比较快,循环20周后充放电容量分别为109和110mAh ·g -1,其容量保持率分别为79.56%和76.39%.容量衰减较快可能是因为材料在反复脱嵌锂的过程中体积有所变化,使活性物质与导电剂接触不理想,复合材料的导电性能下降造成的.3.3EIS 研究3.3.1LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中的EIS谱基本特征图5为LiTi 2(PO 4)3/C 电极首次放电过程中的阻抗谱变化图.从图中可以看出,在开路电位2.90V 时,LiTi 2(PO 4)3/C 电极的Nyquist 图在整个测试频率范围内主要由三个部分组成,即高频区域的一个半圆、中频区的一个半圆及低频区域的一段斜线.依据经典的锂离子嵌入脱出机制模型,17,18高频区半圆(HFS)是与SEI 膜相关的半圆,但是考虑高频区的半圆在开路电位下(2.90V)就存在,且阻值很大,因而高频区的半圆除了与SEI 膜有关外,可能也与接触阻抗有关.中频区域半圆(MFS)是与电荷传递过程相关的半圆,而低频区部分的斜线(LFL)则反映了锂离子在电极材料固体中的扩散过程.在电极极化电位降低至2.40V 的过程中,Nyquist 图的基本特征与开路电位时相似.2.30V 时,Nyquist 图的一个重要特征为低频区域的斜线演变为一段斜线和一段圆弧,此时Nyquist 图由四部分组成,即高频区域与SEI 膜和接触阻抗相关的半圆,中频区域与电荷传递过程相关的半圆,低频区域与固态扩散相关的斜线以及更低频区域的一段圆弧.根据Barsoukov 等19的观点,更低频区域的半圆是与锂离子嵌入过程中材料本体发生相变有关的半圆,即LiTi 2(PO 4)3在反应电位时,锂离子大量嵌入,LiTi 2(PO 4)3转变为Li 3Ti 2(PO 4)3,并由于体积的膨胀,产生了一个新的相界面.新的相界面使锂离子在两相中传输速率发生变化,在Nyquist 图上表现为一个新的半圆.先前我们运用EIS 研究Cu 6Sn 5合金的嵌锂过程时,也观察到了类似的现象.20-22根据EIS 谱的基本特征,本文选取的等效电路如图6所示,其中R s 代表溶液电阻,R 1、R 2、R 3分别代表高频半圆、中频区半圆和相变相关的电阻,高频半圆电容、中频半圆电容、低频扩散阻抗和相变电容分别用恒相角元件(CPE)Q 1、Q 2、Q 3、Q 4表示,CPE 的导纳响应表达式如下:Y =Y 0ωn cos(n π2)+j Y 0ωn sin(n π2)(2)其中ω为角频率,j 为虚数单位-1.当n =0时,CPE相当于一个电阻;n =1,CPE 相当于一个电容;n =0.5,图5LiTi 2(PO 4)3/C 电极首次放电过程中EIS 随电极极化电位的变化Fig.5Variations of EIS with the electrode polarization potentials for LiTi 2(PO 4)3/C electrode during the first discharge processHFS:high frequency semicircle;MFS:middle frequency semicircle;LFL:low frequencyline1172袁铮等:LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料的制备及电化学性能No.5CPE 相当于Warburg 阻抗.根据该等效电路对实验结果进行拟合.在拟合过程中,根据EIS 低频区域是否存在与扩散相关的斜线和与相变相关的圆弧,通过添减Q 3和R 3/Q 4等效电路元件实现对不同电位下EIS 的拟合.拟合结果见图7.由此可见图6所示的等效电路能满意地拟合不同电位下的EIS 实验数据,实验数据曲线与拟合曲线实现很好的重叠,各等效电路参数拟合误差小于15%.3.3.2各频率区间内数值变化及分析图8为LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中R 1随电极电位变化关系.可以看出在放电过程中,2.90-2.50V 之间,R 1随电极极化电位的降低缓慢增大,表明LiTi 2(PO 4)3/C 电极的SEI 膜随电极极化电位的降低缓慢增厚,同时接触阻抗逐渐增大.2.50-2.40V 之间,R 1随电极极化电位的降低迅速增大.图9为Li 1+x Ti 2(PO 4)3首次放电过程中嵌锂度x 随电极极化电位的变化.可以看出首次放电过程中,随着电极极化电位的下降,嵌锂度不断增加.当电极极化电位降低到2.50V 时,锂离子的嵌入量为1.96%.从2.50V 到2.40V 时,嵌锂量突增到60.47%,说明此过程中有大量锂离子的嵌入.锂离子的大量嵌入会使颗粒体积膨胀,导致颗粒内部的应力增大.考虑到本研究中所制备的活性材料颗粒较大,颗粒内部的应力增大,会引起活性材料颗粒的破碎,导致活性材料表面积增大,进而使SEI 膜阻抗增大.同时颗粒的破碎也会使材料的接触变差,致使接触阻抗增大,这与文献报道15的一致.2.40V 以下,R 1随电极极化电位的降低缓慢增大,与2.90-2.50V 范围内R 1的变化规律类似.图6LiTi 2(PO 4)3/C 电极的EIS 拟合等效电路Fig.6Equivalent circuit proposed for EIS fitting of LiTi 2(PO 4)3/C electrodeR s :solution resistance;R 1:resistance of high frequency semicircle;R 2:resistance of middle frequency semicircle;R 3:resistance of phase transformation;Q 1:capacitance of high frequency semicircle;Q 2:capacitance of middle frequency semicircle;Q 4:capacitance of phase transformation;Q 3:impedance ofdiffusion图7LiTi 2(PO 4)3/C 电极首次放电过程中EIS 的模拟结果Fig.7Simulating results of EIS for LiTi 2(PO 4)3/C electrode in initial dischargeprocess图8LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中R 1随电极电位变化的数值分析结果Fig.8Variations of R 1obtained from fitting the experimental impedance spectra of LiTi 2(PO 4)3/C electrode during the first dischargeprocessActa Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28图10为LiTi 2(PO 4)3/C 在首次放电过程中电荷传递电阻R 2随电极电位变化的关系.可以看出,R 2值随着电极电位的变化先减小后增大.如果假设不存在嵌入电极的锂离子之间和锂离子与嵌锂空位之间的相互作用,电荷传递电阻R ct 与嵌锂度x 满足如下关系:23R ct =1fFAk s x 0.5(1-x )0.5(3)其中f ＝F /RT (F 为法拉第常数,R 为气体常数,T 为热力学温度),k s 为标准速率交换常数,A 为电极表面积.可以得出:当x →0或1时,R ct 快速增大,当x →0.5时,R ct 减小,即在放电的过程中,R ct 随电极电位的关系表现为先减小后增大.这与R 2随电极电位变化规律一致,证实中频区的半圆是与电荷传递过程相关的半圆.在我们前期研究石墨电极的电化学阻抗谱中,得出当嵌锂度很小(x →0)时,ln R ct 和E 满足公式:24ln R ct =ln RT n 2e F 2c max k 0(M Li +)(1-α)-αF (E -E 0)RT (4)其中n e 是反应过程中电子的转移数目,α为电化学反应的对称因子,E 和E 0分别代表电极的实际和标准电位,c max 为电极的最大嵌锂度,k 0为标准反应速率常数,M Li +为电极表面溶液中的锂离子浓度.从等式(4)可以得出,当x →0时,ln R ct 和电极极化电位呈线性变化关系.从图11可以看出,LiTi 2(PO 4)3/C 电极首次放电过程中ln R 2和电极电位E 成线性关系,这和式(4)是相吻合的,进一步说明中频区的半圆是与电荷传递相关的半圆.图12为LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中相变电阻R 3随电极极化电位变化的关系.从图中可以看出,R 3的值随电极电位的降低逐渐增大,这是因为图10LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中R 2随电极电位变化的数值分析结果Fig.10Variations of R 2obtained from fitting the experimental impedance spectra of LiTi 2(PO 4)3/C electrode during the first dischargeprocess 11LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中ln R 2随电极电位的变化Fig.11Variations of the logarithm of R 2of LiTi 2(PO 4)3/Celectrode during the first dischargeprocess图12LiTi 2(PO 4)3/C 电极在首次放电过程中R 3随电极电位变化的数值分析结果Fig.12Variations of R 3obtained from fitting the experimental impedance spectra of LiTi 2(PO 4)3/C electrodeduring the first dischargeprocess9Li 1+x Ti 2(PO 4)3电极首次放电过程中嵌锂度x 随电位的变化Fig.9Potential in Li 1+x Ti 2(PO 4)3electrode as a function ofthe stoichiometry x in the first dischargeprocess袁铮等:LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料的制备及电化学性能No.5随着电极电位的不断降低,LiTi 2(PO 4)3相转变为Li 3Ti 2(PO 4)3相的过程变得困难,当电极电位降到1.50V 时,相变电阻R 3值比在2.30V 时大了一个数量级,这与Barsoukov 等19采用电化学阻抗谱研究LiCoO 2相变过程的结果相似.此外,较大程度的相变会减少活性材料颗粒与颗粒之间及颗粒与整体电极之间的电接触,致使电极循环性能下降.3.4扩散系数的测定图13为LiTi 2(PO 4)3/C 电极在不同扫描速率下的循环伏安曲线.随着扫描速率的上升,还原峰向低电位转移,氧化峰向高电位转移,其间距ΔV 增大,这是因为LiTi 2(PO 4)3的电导率太低,在扫描速率较快时,发生较大极化造成的.同时,峰值电流(I p )随着扫描速率的增加而增加.峰值电流(I p )和扫描速率的平方根存在一个线性关系,如图14所示,这是典型的扩散控制过程,说明LiTi 2(PO 4)3中的两相转变动力学可以近似地认为是一个扩散过程.化学扩散系数可以通过Randles-Sevcik 方程25计算出:I p =0.4463n 32F 32CAR -1/2T -1/2D 12CV v12(5)其中,n 是反应过程中转移的电子数量,C 是反应物体相浓度,D CV 是由CV 确定出的化学扩散系数,v 是扫描速率.扩散系数可以通过式(5)计算得出.(5)式可以化简为:I p =2.72×105n 32CAD 12CV v12(6)计算出LiTi 2(PO 4)3的嵌锂/脱锂的扩散系数分别为2.40×10-5和1.07×10-5cm 2·s -1,这与文献11报道的一致.LiTi 2(PO 4)3的扩散系数远大于其他嵌锂材料,这是因为NASICON 结构中的传输通道和间隙对锂离子的扩散起到促进作用.4结论采用聚乙烯醇(PV A)辅助溶胶-凝胶法代替传统的高温固相法制备了LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料,并运用XRD 、SEM 、充放电测试、循环伏安、电化学阻抗谱对其结构形貌和电化学性能进行了表征.XRD 研究结果表明,所制备的LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料具有良好的NASICON 结构晶型.充放电结果显示,其首次放电容量为144mAh ·g -1.采用EIS 对LiTi 2(PO 4)3/C 复合材料首次嵌锂过程进行研究,发现当锂离子大量嵌入时,颗粒内应力增大,体积膨胀,体积的膨胀会造成颗粒的破碎和相变的产生,这对其电化学性能具有重要影响.并计算出Li +在LiTi 2(PO 4)3中嵌入/脱出时的扩散系数,分别为2.40×10-5和1.07×10-5cm 2·s -1.References(1)Wakihara,M.Mater.Sci.Eng .2001,33,109.(2)Padhi,A.K.;Nanjundaswamy,K.S.;Goodenough,J.B.J .Electrochem .Soc.1997,144(4),1188.(3)Padhi,A.K.;Nanjundaswamy,K.S.;Masquelier,C.;Okada,S.;Goodenough,J.B.J .Electrochem .Soc .1997,144(5),1609.图13不同扫描速率下的LiTi 2(PO 4)3/C 循环伏安曲线Fig.13Cyclic voltammograms of the LiTi 2(PO 4)3/C atvarious scanrates图14峰值电流I p 与扫描速率平方根v 1/2的关系Fig.14Relationship between peak current I p and squareroot of scan rate v1/21175Acta Phys.-Chim.Sin.2012Vol.28(4)Nanjundaswamy,K.S.;Padhi,A.K.;Goodenough,J.B.;Okada,S.;Ohtsuka,H.;Arai,H.;Yamaki,J.Solid State Ionics1996,92,1.(5)Yamada,A.;Chung,S.C.;Hinokuma,K.J.Electrochem.Soc.2001,148(3),A224.(6)Takahashi,M.;Tobishima,S.I.;Takei,K.;Sakurai,Y.SolidState Ionics2002,148,283.(7)Dahn,J.R.;Fuller,E.W.;Obrovac,M.;Sacken,U.V.SolidState Ionics1994,69(3-4),265.(8)Patoux,S.;Wurm,C.;Morcrette,M.;Rousse,G.;Masquelier,C.J.Power Sources2003,119-121,278.(9)Sato,M.;Ohkawa,H.;Yoshida,K.;Saito,M.;Uematsu,K.;Toda,K.Solid State Ionics2000,135,137.(10)Saidi,M.Y.;Barker,J.;Huang,H.;Swoyer,J.L.;Adamson,G.J.Power 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(20)Fan,X.Y.;Zhuang,Q.C.;Wei,G.Z.Acta Phys.-Chim.Sin.2009,25(4),611.[樊小勇,庄全超,魏国祯.物理化学学报,2009,25(4),611.](21)Fan,X.Y.;Zhuang,Q.C.;Wei,G.Z.;Huang,L.;Dong,Q.F.;Sun,S.G.J.Appl.Electrochem.2009,39,1323.(22)Fan,X.Y.;Zhuang,Q.C.;Wei,G.Z.;Ke,F.S.;Huang,L.;Dong,Q.F.;Sun,S.G.Acta Chim.Sin.2009,67(14),1547.[樊小勇,庄全超,魏国祯,柯福生,黄令,董全峰,孙世刚.化学学报,2009,67(14),1547.](23)Levi,M.D.;Gamosky,K.;Aurbach,D.Electrochim.Acta2000,45(11),1781.(24)Xu,S.D.;Zhuang,Q.C.;Tian,L.L.;Qin,Y.P.;Fang,L.;Sun,S.G.J.Phys.Chem.C2011,115,9210.(25)Tang,K.;Yu,X.Q.;Sun,J.P.;Li,H.;Huang,X.J.Electrochim.Acta2011,56(134),4869.1176。
多壁碳纳米管的有机修饰与表征
多壁碳纳米管的有机修饰与表征刘道辉;吕兆萍;窦国庆;王海洋;王瑞海【摘要】In order to increase the multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) surface reaction properties, the organic diamine functionalized MWCNTs was obtained by treated MWCNTS with H2SO4 and HNO3 reluxed with SOC12 and synthesized 3,6 diamino-N-ethylcarbazole. FTIR was used to characterize their chemical structure. The IR results indicated that there were absorption peak in the 1617 and 1673cm-1, diamine are grafted on the MWCNTs and the dispersion of MWNTs in DMF is enhanced. MWCNTs still have electrical conductivity at room temperature of 67.8S-cm-1%为了增加多壁碳纳米管(MWCNTs)表面活性,通过浓H2SO4和浓HNO3处理过的MWCNTs与SOCl2回流进而与合成的N-乙基-3,6-二氨基咔唑反应,得到了有机修饰的MWCNTs.用傅立叶变换红外(FTIR)光谱对有机修饰的MWCNTs结构进行研究.研究结果结构表明:有机修饰的MWCNTs红外光谱在1617和1673cm-1处出现了吸收峰,在多壁碳纳米管上引入了胺基,增强了碳纳米管在DMF中的分散性,室温下有机修饰的MWCNTs仍具67.8S·cm-1的电导率.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】4页(P13-16)【关键词】多壁碳纳米管;N-乙基-3,6-二氨基咔唑;有机修饰;分散性;电导率【作者】刘道辉;吕兆萍;窦国庆;王海洋;王瑞海【作者单位】南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京211000;南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京211000;南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京211000;南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京211000;南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京211000【正文语种】中文【中图分类】TB383多壁碳纳米管含有多层石墨烯片，形状像个同轴电缆。
还原剂浓度对纳米VO2(B)微结构及其电化学性能的影响
２０２０年５月第３５卷第３期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．３Ｍａｙ２０２０ 收稿日期：２０１９－０８－１９基金项目：国家自然科学基金项目（１１４０５１４８，１１７７５１９２，１１９７５２１１）；河南省教育厅项目（１６Ａ１４００２２，１４Ｂ１４００１５）作者简介：刘德伟（１９７９—），男，河南省濮阳市人，郑州轻工业大学副教授，博士，主要研究方向为新能源材料与器件．通信作者：赵承周（１９８６—），男，山东省东明县人，郑州轻工业大学讲师，博士，主要研究方向为纳米材料与器件．引用格式：刘德伟，杨鹏，徐明升，等．还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响［Ｊ］．轻工学报，２０２０，３５（３）：２８－３６．中图分类号：ＴＭ９１２ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１２１８７／２０２０．０３．００４文章编号：２０９６－１５５３（２０２０）０３－００２８－０９还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响ＥｆｆｅｃｔｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮａｎｏ ＶＯ２（Ｂ）关键词：纳米ＶＯ２（Ｂ）；微观形貌；结构缺陷；电化学性能Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｎａｎｏ ＶＯ２（Ｂ）；ｍｉｃｒｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｆｅｃｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ刘德伟，杨鹏，徐明升，彭科，代海洋，李涛，薛人中，陈靖，赵承周ＬＩＵＤｅｗｅｉ，ＹＡＮＧＰｅｎｇ，ＸＵＭｉｎｇｓｈｅｎｇ，ＰＥＮＧＫｅ，ＤＡＩＨａｉｙａｎｇ，ＬＩＴａｏ，ＸＵＥＲｅｎｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉｎｇ，ＺＨＡＯＣｈｅｎｇｚｈｏｕ郑州轻工业大学物理与电子工程学院，河南郑州４５０００１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ摘要：以Ｖ２Ｏ５为原料、草酸为还原剂，采用水热法制备不同草酸浓度下的系列纳米ＶＯ２（Ｂ）样品（ｃ（Ｈ２Ｃ２Ｏ４）／ｃ（Ｖ２Ｏ５）＝ｘ，１．００≤ｘ≤２．５０），对所制备样品的物相结构、微观形貌和电化学性能进行表征和分析．结果表明：所制备的样品均为单斜结构的纯相ＶＯ２（Ｂ）；随着还原剂浓度的增大，ＶＯ２（Ｂ）样品的形貌逐渐由较小的纳米片变成较长的纳米棒；ＶＯ２（Ｂ）样品的结构缺陷主要为微孔；所得ＶＯ２（Ｂ）样品均具有较好的可逆性和循环稳定性，其中，当ｘ＝１．７５时，ＶＯ２（Ｂ）样品具有较小的氧化还原峰电位差（０．１１１Ｖ）和较小的电阻（０．７７０Ω），且当电流密度为３０ｍＡ／ｇ时，具有最大的比电容值（１０５．００Ｆ／ｇ），表现出更好的电化学性能．·８２·刘德伟，等：还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＶ２Ｏ５ａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｘａｌｉｃａｃｉｄａｓｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｎａｎｏ ＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ（ｃ（Ｈ２Ｃ２Ｏ４）／ｃ（Ｖ２Ｏ５）＝ｘ，１．００≤ｘ≤２．５０）ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒ ｍａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｉｃｒｏ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｌｌｐｕｒｅｐｈａｓｅＶＯ２（Ｂ）ｗｉｔｈｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔ，ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｇｒａｄｕａｌｌｙｃｈａｎｇｅｄｆｒｏｍｓｍａｌｌｅｒｎａｎｏｐｌａｔｅｓｔｏｌａｒｇｅｒｎａｎｏｒｏｄｓ；ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｆｅｃｔｓｏｆＶＯ２（Ｂ）ｓａｍ ｐｌｅｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｍｉｃｒｏｐｏｒｅｓ；ｔｈｅｏｂｔａｉｎｅｄＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓａｌｌｈａｄｇｏｏｄｃｙｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｖｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｘ＝１．７５ｈａｄｓｍａｌｌｅｒｒｅｄｏｘｐｅａｋｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（０．１１１Ｖ）ａｎｄｓｍａｌｌｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（０．７７０Ω），ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｗａｓ３０ｍＡ／ｇ，ｔｈｅＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｈａｄｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｖａｌｕｅ（１０５．００Ｆ／ｇ），ｓｈｏｗｉｎｇｂｅｔｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．０ 引言随着人类社会需求的不断提高，能源和环境问题已变得越来越重要，能量存储问题被提上日程，亟待解决．与传统的镍镉电池和镍氢电池相比，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无污染、无记忆效应等优点，可以作为便携式电子设备、电动汽车和植入式医疗设备的动力源，被认为是极具潜力的储能装置［１－２］．锂离子电池必须在两个方面满足社会对能量存储的新要求：一方面，电动汽车等大型设备不断增长的需求，使得锂离子电池必须满足高容量、循环耐久性等要求；另一方面，下一代二次电池的发展，使得锂离子电池必须满足储能装置微型化的需求．在电极材料中，钒氧化物（ＶＯ，ＶＯ２，Ｖ２Ｏ５等）具有能量密度高、成本低、资源丰富、适用于大规模储能等优点，是极具潜力的锂离子电池正极材料［３－４］．特别是钒氧化物的亚稳晶型———单斜相ＶＯ２（Ｂ），具有利于锂离子嵌入和脱嵌的二维层状结构，已成为锂离子电池中最有前途的电极材料之一［５－６］．纳米材料因具有较大的比表面积、理想的离子扩散路径等特点，在锂离子电池应用方面受到了广泛关注［７－８］．利用ＶＯ２已成功制备出一维的纳米线、纳米棒［９－１０］，二维的纳米片、纳米带［１１－１２］，三维的纳米花［１３］，以及其他由纳米晶组装而成的功能性纳米结构，如分层异质结构、核／壳结构、介孔等［１４］．然而，ＶＯ２（Ｂ）电极材料所存在的容量较低、容量衰减较快等问题，阻碍了其进一步发展．将电极材料尺寸纳米化，可有效增大其比表面积，缩短锂离子的扩散路径，有利于提高其电化学性能．水热法是制备纳米颗粒简单有效的方法之一，且可以通过改变压力、反应温度、反应时间、溶液ｐＨ值等实验条件，对晶粒的形貌和尺寸进行调控．而正电子对材料结构缺陷非常敏感，可以选择性地检测空位等缺陷类型，是研究材料结构缺陷信息的重要手段，通过测量正电子寿命可以直观、准确地分辨缺陷类型［１５－１６］．基于此，本文拟以Ｖ２Ｏ５为原料、草酸为还原剂，采用水热法制备不同草酸浓度下的系列纳米ＶＯ２（Ｂ）样品，并对样品的微结构和电化学性能进行研究，以期为该类材料的微观结构研究提供正电子实验例证．１ 材料与方法１．１ 主要材料与设备主要试剂与材料：Ｖ２Ｏ５（分析纯），草酸（分析纯），山东西亚化学股份有限公司产；无水乙醇（高纯），天津市瑞金特化学品有限公司产；乙炔黑（高纯），北京德科岛金科技有限公司·９２· ２０２０年５月第３５卷第３期产；聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ，质量分数６０％），阿拉丁试剂（上海）有限公司产；泡沫镍，广胜佳新材料有限公司产；ＫＯＨ（质量分数８５％），天津市科密欧化学试剂有限公司产．主要设备：２５０ｍＬ高压反应釜，郑州博科仪器设备有限公司产；ＸＳ１０５ＤＵ电子天平，梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司产；３００Ｘ干燥箱，郑州科晶电炉有限公司产；７６９ＹＰ－１５Ａ粉末压片机，天津市精拓仪器科技有限公司产；Ｄ８ＡｄｖａｎｃｅＸ射线衍射仪，德国Ｂｒｕｋｅｒ公司产；Ｑｕａｎｔａ２５０ＦＥＧ扫描电子显微镜，科视达（中国）有限公司产；Ｍｏｄｅｌ２６５Ａ正电子湮没寿命谱仪，美国ＯＲＴＥＣ公司产；ＣＨＩ６６０Ｅ电化学工作站，上海辰华仪器有限公司产．１．２ ＶＯ２（Ｂ）样品的制备以Ｖ２Ｏ５为原料、草酸为还原剂，采用水热法制备不同草酸浓度下的系列纳米ＶＯ２（Ｂ）样品，其中草酸与Ｖ２Ｏ５的浓度比用ｘ表示（ｘ分别等于１．００，１．５０，１．７５，２．００，２．２５，２．５０）．在室温条件下，首先向６０ｍＬ去离子水中分别加入０．５４５～０．１３６ｇ的草酸，并将其置于磁力搅拌器搅拌３０ｍｉｎ；待颗粒溶解后，向所得草酸溶液中加入１．０９ｇ的Ｖ２Ｏ５，继续搅拌３０ｍｉｎ，直至形成黄褐色的悬浊液；将悬浊液转入１００ｍＬＰＴＦＥ内衬的高压反应釜中，于１８０℃环境中反应４８ｈ；待反应釜降至室温后，收集其中生成的沉淀物，并分别用去离子水和无水乙醇多次交替冲洗；将冲洗后的沉淀物置于６０℃的真空干燥箱中干燥８ｈ，即得所需ＶＯ２（Ｂ）样品．１．３ ＶＯ２（Ｂ）样品的表征采用Ｘ射线衍射仪对室温下ＶＯ２（Ｂ）样品的物相结构进行表征，靶材为ＣｕＫα，衍射角为１０°～８０°，步长为０．０２°；利用扫描电子显微镜对ＶＯ２（Ｂ）样品的微观形貌进行表征，放大倍数分别为１００００倍和５００００倍；采用寿命谱仪测量ＶＯ２（Ｂ）样品的正电子寿命谱，正电子源为强度约１３μＣｉ的２２Ｎａ，并利用ＰＡＴＦＩＴ程序对寿命谱进行解析．１．４ ＶＯ２（Ｂ）样品的电化学性能测试将所制备的系列纳米ＶＯ２（Ｂ）样品、导电剂乙炔黑和粘结剂ＰＴＦＥ水溶液（质量分数６０％）按照质量比８ １ １混合于乙醇溶剂中，将所得混合浆料涂覆在泡沫镍上，然后用压片机（压力８ＭＰａ）将其压紧，再置于８０℃烘箱中加热６ｈ，制成ＶＯ２（Ｂ）样品电极（泡沫镍上负载样品电极材料的质量约为５ｍｇ）．在电化学工作站上采用三电极体系对ＶＯ２（Ｂ）样品电极进行循环伏安（ＣＶ）、恒流充放电、交流阻抗等电化学性能测试．铂片金属电极和饱和甘汞电极分别作为对电极和参比电极，ＶＯ２（Ｂ）样品电极为工作电极，电解液为２ｍｏｌ／Ｌ的ＫＯＨ溶液．其中，ＣＶ曲线测试条件为电压窗口０．２～０．６Ｖ，扫描速率１００ｍＶ／ｓ．２ 结果与分析２．１ ＶＯ２（Ｂ）样品的物相结构分析图１为不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的ＸＲＤ图．由图１可以看出，６组样品的衍射峰均与单斜结构的ＶＯ２（Ｂ）标准衍射峰对应，其中ＶＯ２（Ｂ）晶格常数为ａ＝１２．０３０，ｂ＝３．６９３，ｃ＝６．４２０，β＝１０７．０°（ＪＣＰＤＳ３１－１４３８）．除ＶＯ２（Ｂ）标准衍射峰外，没有检测到其他杂峰，这表明该ＶＯ２（Ｂ）样品纯度较高．值得注意的是，与ｘ＝１．００时所得样品的衍射峰相比，其他样品的衍射峰强度明显变大，这说明浓度较大的还原剂有利于样品结晶度的提高．２．２ ＶＯ２（Ｂ）样品的ＳＥＭ分析图２为不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的ＳＥＭ图，插图为对应样品的高倍放大图．由图２可以看出，不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品呈现出不同程度的团聚现象，当ｘ＝２．５０时，ＶＯ２（Ｂ）样品由于其纳米棒的尺寸较大且彼·０３·刘德伟，等：还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响此之间连接紧密，所形成的团聚更加严重．从高倍放大图中可以看出，当ｘ＝１．７５时，ＶＯ２（Ｂ）样品呈不规则的纳米片状，且纳米片的面积较小、尺寸分布不均匀；随着草酸浓度的增大（ｘ＝２．００），ＶＯ２（Ｂ）样品的纳米片面积逐渐增大，且纳米片的四周不平整，表现为不规则形状；当ｘ＝２．５０时，ＶＯ２（Ｂ）样品沿着其中一个特定方向迅速长大，最终形成了表面光滑的纳米棒．这表明草酸浓度对ＶＯ２（Ｂ）样品的形貌具有较大影响，适当的草酸浓度可以生成面积较小的纳米片，而当草酸浓度较大时，可以促进ＶＯ２（Ｂ）样品由纳米片状定向生长为纳米棒状．２．３ ＶＯ２（Ｂ）样品的正电子寿命分析对于不同草酸浓度下所制备的系列ＶＯ２（Ｂ）样品，使用ＰＡＴＦＩＴ程序分解正电子寿图１ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的ＸＲＤ图Ｆｉｇ．１ ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＶＯ２（Ｂ）ｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ命谱后得到两个寿命分量（已扣除源成分）：短寿命分量τ１和长寿命分量τ２，其所对应的强度分别为Ｉ１和Ｉ２．长寿命分量τ２是正电子在样品表面被捕获后湮灭的结果，且其对应强度Ｉ２均小于４％，因此在后续讨论中忽略长寿命分量τ２．不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的正电子短寿命分量τ１及其强度Ｉ１如图３所示．由图３可以看出，ＶＯ２（Ｂ）样品的短寿命分量τ１分布在３．２０×１０－１０～３．５０×１０－１０ｓ之间，这可能是正电子被十几个空位大小的微孔（纳米颗粒之间的空间）捕获后的湮灭所致［１７］．所有ＶＯ２（Ｂ）样品的强度Ｉ１均达到９６％以上，说明微孔为样品中的主要结构缺陷．当ｘ＝１．００时，其短寿命分量τ１和相应的强度Ｉ１均达到最大值，分别为３．５１×１０－１０ｓ和９９％，这表明与其他条件下的ＶＯ２（Ｂ）样品相比，该样品单位体积中的微孔尺寸较大、数量较多；随着草酸浓度的增大，ＶＯ２（Ｂ）样品的短寿命分量及其强度都明显减小；当ｘ＝２．５０时，ＶＯ２（Ｂ）样品的短寿命分量及其强度都较小，这可能是由于分布均匀且表面光滑的纳米棒之间的微孔尺寸较小、数量较少．该实验结果与ＳＥＭ的表征结果一致．２．４ ＶＯ２（Ｂ）样品的电化学性能分析图４为ＶＯ２（Ｂ）样品的ＣＶ曲线．由图４ａ）可以看出，在从０．２Ｖ到０．６Ｖ的正向扫描过程中，曲线出现一个氧化峰，表明Ｋ＋离子从图２ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的ＳＥＭ图Ｆｉｇ．２ ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＶＯ２（Ｂ）ｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ·１３· ２０２０年５月第３５卷第３期图３ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的正电子短寿命分量τ１及其强度Ｉ１Ｆｉｇ．３ Ｐｏｓｉｔｒｏｎｌｉｆｅｔｉｍｅｓτ１ａｎｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙＩ１ｏｆａｓｅｒｉｅｓＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓＶＯ２（Ｂ）样品中脱出；在反向扫描过程中，还原峰对应Ｋ＋离子嵌入ＶＯ２（Ｂ）样品中．所有ＶＯ２（Ｂ）样品都只出现一对氧化还原峰，并且峰的形状是对称的，这表明ＶＯ２（Ｂ）样品发生的氧化还原反应过程是可逆的．由图４ｂ）可以看出，当ｘ分别等于１．００，１．５０，１．７５，２．００时，４个ＶＯ２（Ｂ）样品的氧化峰均出现在０．４７附近；当ｘ＝２．２５和ｘ＝２．５０时，ＶＯ２（Ｂ）样品的氧化峰出现在０．５３附近，峰位明显偏大．与其他ＶＯ２（Ｂ）样品相比，ｘ＝１．７５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品的氧化还原峰处于更低电位，且具有较小的电位差（０．１１１Ｖ），这说明该电极中Ｋ＋离子的嵌入和脱嵌更容易，更有利于氧化还原反应的发生；而当ｘ＝２．２５和ｘ＝２．５０时所得样品的电位明显增大，这说明当ｘ＞２．００时会抑制Ｋ＋离子与ＶＯ２（Ｂ）样品的反应．当ｘ＝１．７５时，所得样品表现出最大的电流响应且曲线包围面积最大，根据ＣＶ曲线计算比电容值的公式如下：Ｃ＝∫Ｖ２Ｖ１ＩｄＶｍｖ（Ｖ２－Ｖ１）其中，∫Ｖ２Ｖ１ＩｄＶ为ＣＶ曲线包围的面积／（ＡＶ），ｍ为负载电极的质量／ｇ，ｖ为扫描速率／（Ｖ·ｓ－１），（Ｖ２－Ｖ１）为电压窗口／Ｖ．按照草酸浓度逐渐增大的顺序，由上式计算出的ＶＯ２（Ｂ）样品的比电容值依次为７７．０８Ｆ／ｇ，８３．６２Ｆ／ｇ，９６．３５Ｆ／ｇ，８８．４Ｆ／ｇ，７０．１７Ｆ／ｇ，７５．６５Ｆ／ｇ．当ｘ＝１．７５时，ＶＯ２（Ｂ）样品具有最大的比电容值［１８－１９］，为９６．３５Ｆ／ｇ．由图４ｃ）可以看出，当ｘ＝１．７５时，随着扫描速率的增大，ＶＯ２（Ｂ）样品的峰电流也逐渐增大，氧化峰和还原峰的位置均发生了偏移且氧化峰与还原峰的峰位差值增大．峰的偏移可能是由于扫描速率变大时，其电阻增大，从而产生了电压降；而峰位差值增大可能是由于扫描速率的增大，加速了电极表面发生的氧化还原反应，从而使电极极化［１６］．从图４ｃ）插图可以看出，峰值电流与扫描速率的平方根呈线性关系，这表明扩散是此反应过程的主要影响因素［２１］．为进一步测试ＶＯ２（Ｂ）样品的循环稳定性，将ｘ＝１．７５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品在０．１０Ｖ／ｓ的扫描速率下进行１００次循环扫描实验，其ＣＶ曲线如图４ｄ）所示．由图４ｄ）可以看出，经过１００次扫描后，该ＶＯ２（Ｂ）样品的ＣＶ曲线形状没有发生大的改变，１００次循环曲线基本重合，这说明ＶＯ２（Ｂ）样品具有较好的可逆性和循环稳定性．图５为不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的恒流充放电曲线．由图５ａ）可以看出，在电流密度为３０ｍＡ／ｇ的条件下，所有ＶＯ２（Ｂ）样品均在０．３５Ｖ附近表现出明显的放电平台，且放电平台的位置基本一致，这表明此时Ｋ＋离子，嵌入到ＶＯ２（Ｂ）样品中，并将Ｖ５＋还原为Ｖ４＋．对比６组ＶＯ２（Ｂ）样品可以发现，随着草酸浓·２３·刘德伟，等：还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响度的增大，ＶＯ２（Ｂ）样品的放电时间呈先增加后减少的趋势，其中，当ｘ＝１．７５时，所得样品的放电时间最长，为４４０ｓ．根据恒流充放电曲线计算比电容值的公式如下：Ｃ＝ＩΔｔ／ｍΔＵ其中，Ｉ为充电放电电流／Ａ，ｔ为放电时间／ｓ，ｍ为质量／ｇ，ΔＵ为电位差／Ｖ．按照草酸浓度逐渐增大的顺序，由上式计算出的ＶＯ２（Ｂ）样品比电容值依次为：６４．８０Ｆ／ｇ，６３．１２Ｆ／ｇ，１０５．００Ｆ／ｇ，９２．１０Ｆ／ｇ，７４．７９Ｆ／ｇ，６１．２６Ｆ／ｇ，其中当ｘ＝１．７５时，所得ＶＯ２（Ｂ）样品具有最大的比电容值，为１０５．００Ｆ／ｇ．该实验结果与循环伏安测试结果一致．此时所得ＶＯ２（Ｂ）样品表现出较好的放电容量，这可能与其较小的纳米片形貌有关，尺寸较小的纳米片在与Ｋ＋离子发生氧化还原反应时，其较大的比表面积可以提供更大的反应场所，使Ｋ＋离子在材料内部的传输路程更短［２２］．当ｘ＝１．７５时，所得ＶＯ２（Ｂ）样品在电流密度分别为３０ｍＡ／ｇ，５０ｍＡ／ｇ，１００ｍＡ／ｇ，３００ｍＡ／ｇ，５００ｍＡ／ｇ时进行恒流充放电测试，其放电曲线如图５ｂ）所示．当电流密度越大时，ｘ＝１．７５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品的放电时间越短，比电容值越低．这可能是因为在较高的电流密度下，电极表面吸附的电解质离子增多，电极极化增大，从而激发电压增大，但是界面电荷数却没有增加［２３］．图４ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的ＣＶ曲线Ｆｉｇ．４ ＣＶｃｕｒｖｅｏｆＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ·３３· ２０２０年５月第３５卷第３期图５ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品的恒流充放电曲线Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅｇａｌｖａｎｏｓｔａｔｉｃｃｈａｒｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｖｅｓｏｆＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ 为了更直接地显示ＶＯ２（Ｂ）样品的导电性和电阻特性，在０．０１～１０５Ｈｚ的频率范围内对ＶＯ２（Ｂ）样品进行电化学阻抗谱（ＥＩＳ）测量．奈奎斯特（Ｎｙｑｕｉｓｔ）曲线可以表现不同频率下样品的阻力，它由两部分组成：高频区（代表电荷的传输过程）的不规则半圆和低频区的直线（代表电荷的扩散过程）．图６为不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品在０．０１～１０５Ｈｚ频率下的Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线，其中，插图ａ）为模拟阻抗谱的等效电路图，Ｒｓ代表电解质电阻，Ｒｃｔ代表电极与电解质之间的电荷转移电阻，Ｃｄｌ代表电极表面的双层电容，Ｗ代表Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗；插图ｂ）为Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线在高频下的放大图．由图６可以看出，在较低的频率下，阻抗曲线的斜率较大，ＶＯ２（Ｂ）样品的离子扩散阻力较小．由图６ｂ）可以看出，高频曲线与实轴相交，交点对应于等效电路中的Ｒｓ，表示电解质与电极表面离子的欧姆电阻和Ｗａｒｂｕｒｇ阻抗［４］．当ｘ分别等于１．００，１．５０，１．７５，２．００，２．２５，２．５０时，所得ＶＯ２（Ｂ）样品的Ｒｓ电阻值分别为１．０４０Ω，０．７５７Ω，０．７７０Ω，０．７８３Ω，１．０４９Ω和０．８０８Ω，除ｘ＝１．００和ｘ＝２．２５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品外，其他样品都表现出较低的电阻．其中，ｘ＝１．７５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品在低频的直线斜率较大，与虚图６ 不同草酸浓度下所得ＶＯ２（Ｂ）样品在０．０１～１０５Ｈｚ频率下的Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线Ｆｉｇ．６ ＮｙｑｕｉｓｔｃｕｒｖｅｓｏｆＶＯ２（Ｂ）ｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘａｌｉｃａｃｉｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓａｔ０．０１～１０５Ｈｚ部轴更加平行，说明该样品的离子扩散具有较小的电荷转移电阻（Ｒｃｔ）［２４］，较小的欧姆电阻和电荷转移电阻使其在恒流充放电测试中表现较好［２５］．３ 结论本文以Ｖ２Ｏ５为原料、草酸为还原剂，采用水热法，通过改变草酸与Ｖ２Ｏ５的浓度比ｘ（１．００≤ｘ≤２．５０）制备了系列纳米ＶＯ２（Ｂ）样·４３·刘德伟，等：还原剂浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）微结构及其电化学性能的影响品，并研究了草酸浓度对纳米ＶＯ２（Ｂ）样品微结构和电化学性能的影响，得出，草酸浓度对ＶＯ２（Ｂ）样品的微结构和电化学性能均具有较大的影响，所得ＶＯ２（Ｂ）样品均为单斜结构的纯相ＶＯ２（Ｂ），结构缺陷主要为微孔，具有较好的可逆性和循环稳定性．其中，ｘ＝１．７５时所得ＶＯ２（Ｂ）样品的表面形貌为比表面积较大的纳米片状结构，当电流密度为３０ｍＡ时，具有最大的比电容值，为１０５．００Ｆ／ｇ，表现出更好的电化学性能．由本文研究结果可知，通过改变还原剂草酸的浓度可以对纳米ＶＯ２（Ｂ）材料的电化学性能进行调控，这为揭示纳米ＶＯ２（Ｂ）材料的微观结构与电化学性能之间的关系提供了基础研究资料，有助于促进该类材料在电池正极材料方面的应用．参考文献：［１］ ＬＩＭ，ＬＵＪ，ＣＨＥＮＺ，ｅｔａｌ．３０ｙｅａｒｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，３０（３３）：１８００５６１．［２］ ＧＯＯＤＥＮＯＵＧＨＪＢ，ＫＩＭＹ．ＣｈａｌｌｅｎｇｅｓｆｏｒｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅＬｉｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１０，２２（３）：５８７．［３］ ＨＵＡＮＧＧ，ＬＩＣ，ＳＵＮＸ，ｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｖａｎａｄｉｕｍｏｘｉｄｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｌｅｎｃｅｓｏｆｖａｎａｄｉｕｍ ｅｍｂｅｄｄｅｄｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ［Ｊ］．ＮｅｗＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１７，４１（１７）：８９７７．［４］ ＭＩＬＯＳＥＶＩＣＳ，ＳＴＯＪＫＯＶＩＣＩ，ＭＩＴＲＩＣＭ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌｌｙｐｒｅｐａｒｅｄＶＯ２（Ｂ）ａｓａｎｏｄｅｆｏｒａｑｕｅｏｕｓｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｌｉｔｈ ｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＳｅｒｂｉａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１５，８０（５）：６８５．［５］ 倪娟．Ｂ相ＶＯ２纳米材料的水热法合成与电化学性能研究［Ｄ］．上海：华东师范大学，２０１１．［６］ ＳＯＮＧＨＪ，ＣＨＯＩＭ，ＫＩＭＪＣ，ｅｔａｌ．ＥｎｈａｎｃｅｄｌｉｔｈｉｕｍｓｔｏｒａｇｅｉｎｒｅｄｕｃｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄＭ ｐｈａｓｅｖａｎａｄｉｕｍ（Ⅳ）ｄｉｏｘｉｄｅｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１６，６：３０２０２．［７］ ＸＵＦ，ＣＡＯＸ，ＳＨＡＯＺ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｌｙｅｎｈａｎｃｅｄｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＶＯ２ｆｉｌｍｕｓｉｎｇ＂ｍｏｖａｂｌｅ＂ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌＭａｔｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１９，１１（５）：４７１２．［８］ ＺＨＡＮＧＹ，ＪＩＮＧＸ，ＣＨＥＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ３ＤｐｏｒｏｕｓＶＯ２（Ｂ）ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｓｐｈｅｒｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｒｉｏｒｓｆｏｒｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙＦｒｏｎｔｉｅｒｓ，２０１８，５（１１）：２７９８．［９］ ＢＨＵＹＡＮＰ，ＤＧＵＰＴＡＳＫ，ＫＵＭＡＲＡ，ｅｔａｌ．ＨｉｇｈｌｙｉｎｆｒａｒｅｄｓｅｎｓｉｔｉｖｅＶＯ２ｎａｎｏｗｉｒｅｓｆｏｒａｎａｎｏ ｏｐｔｉｃａｌｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．ＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，２０１８，２０（１６）：１１１０９．［１０］ＳＡＳＡＫＩＴ，ＵＥＤＡＨ，ＫＡＮＫＩＴ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｈｅｍｉｃａｌｇａｔｉｎｇ ｉｎｄｕｃｅｄｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅａｎｄｄｒａｓｔｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎＶＯ２ｎａｎｏｗｉｒｅｓ［Ｊ］．Ｓｃｉ ｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１５，５：１７０８０．［１１］ＬＩＵＱ，ＴＡＮＧ，ＷＡＮＧＰ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｅａｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｒｅｖｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌＶＯ２ｎａｎｏｒｏｄｓｕｐｏｎｌｉｔｈｉａ ｔｉｏｎ／ｄｅｌｉｔｈｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＮａｎｏＥｎｅｒｇｙ，２０１７，３６：１９７．［１２］ＷＡＮＧＷ，ＪＩＡＮＧＢ，ＨＵＬ，ｅｔａｌ．ＳｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＶＯ２ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ：Ａｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｏｄｉｕｍ ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｒａｔｅｃｙｃｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２０１４，２５０：１８１．［１３］ＺＯＵＺ．Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｆｌｏｗｅｒ ｌｉｋｅＦｅ ｄｏｐｅｄＶＯ２（Ｂ）ｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｓｔｏｒａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１８，１３（８）：８１２７．［１４］桂阳海，孔华杰，刘贝贝，等．ＷＯ３纳米棒／石墨烯复合材料的制备及其气敏性能研究［Ｊ］．郑州轻工业学院学报（自然科学版），２０１５，３０·５３· ２０２０年５月第３５卷第３期（５／６）：７．［１５］ＭＡＣＫＩＥＲＡ，ＳＩＮＧＨＳ，ＬＡＶＥＲＯＣＫＪ，ｅｔａｌ．Ｖａｃａｎｃｙｄｅｆｅｃｔｐｏｓｉｔｒｏｎｌｉｆｅｔｉｍｅｓｉｎｓｔｒｏｎｔｉｕｍｔｉｔａｎａｔｅ［Ｊ］．ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＢ，２００９，７９（１）：０１４１０２．［１６］ＤＡＩＨ，ＸＩＥＸ，ＣＨＥＮＺ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＥｕｄｏｐｅｄＣｕＦｅＯ２ｍｕｌｔｉｆｅｒｒｏｉｃｃｅｒａｍｉｃｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｐｏｓｉ ｔｒｏｎａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｅｒａｍｉｃｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２０１８，４４（１２）：１３８９４．［１７］章婷，邱诚，张宏俊，等．纳米Ｃｕ固体材料微结构的正电子湮没研究［Ｊ］．武汉大学学报（理学版），２０１０，５６（６）：６２７．［１８］ＬＩＺ，ＺＨＡＮＧＷ，ＬＩＹ，ｅｔａｌ．Ａｃｔｉｖａｔｅｄｐｙｒｅｎｅｄｅｃｏｒａｔｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０１８，３３４：８４５．［１９］ＡＺＩＺＳＢ，ＨＡＭＳＡＮＭＨ，ＡＢＤＵＬＬＡＨＲＭ，ｅｔａｌ．Ａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｂｌｅｎｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｈｉｔｏｓａｎ：ＭｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅｆｏｒＥＤＬＣａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙ［Ｊ］．Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１９，２４：２５０３．［２０］ＱＩＮＭ，ＬＩＡＮＧＱ，ＰＡＮＡ，ｅｔａｌ．Ｔｅｍｐｌａｔｅ ｆｒｅｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｖａｎａｄｉｕｍｏｘｉｄｅｓｎａｎｏｂｅｌｔａｒｒａｙｓａｓｈｉｇｈ ｒａｔｅｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２０１４，２６８：７００．［２１］ＬＩＪ，ＷＡＮＧＬ，ＹＯＵＷ，ｅｔａｌ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆ［Ａｇ（Ｈ２Ｏ）（Ｈ３ＰＷ１１Ｏ３９）］３－ｏｎａＴｉＯ２ａｎｏｄｅｆｏｒｗａｔｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣａｔａｌｙｓｉｓ，２０１８，３９：５３４．［２２］ＨＡＮＳ，ＺＯＵＺ，ＨＵＯＳ．ＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＭｎ ｄｏｐｅｄＶＯ２（Ｂ）ａｓｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ：ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，３８２：０２２０５９．［２３］ＭＡＩＬ，ＷＥＩＱ，ＡＮＱ，ｅｔａｌ．ＮａｎｏｓｃｒｏｌｌｂｕｆｆｅｒｅｄｈｙｂｒｉｄｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌＶＯ２（Ｂ）ｃａｔｈｏｄｅｓｆｏｒｈｉｇｈ ｒａｔｅａｎｄｌｏｎｇ ｌｉｆｅｌｉｔｈｉｕｍｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＡｄｖＭａｔｅｒ，２０１３，２５（２１）：２９６９．［２４］ＥＮＣＩＮＡＳ Ｓ ＮＣＨＥＺＶ，ＤＥＭＩＧＵＥＬＭＴ，ＬＡＳＡＮＴＡＭＩ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＥＩＳ）：ＡｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎＣＳＰａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，２０１９，１９１：１５７．［２５］方华，张振华，常鑫波，等．分级多孔石墨烯／活性炭复合材料的制备及其电化学电容性能分析［Ｊ］．轻工学报，２０１８，３３（５）：７７．·６３·。
质子交换膜结构和性能
内容摘要矮子交换黢燃瓣堍遗蹙翁毫效、嵩栽餐密囊、零撵敖、低温囊蕊等特点在阉定电站和移动电源等方颇具诲广泛的废用。
质子交换膜憋燃料电池的熬键部件之一，爨有传递凄予耪分褰勰强瓣摄气舔靛双霪翡襞。
鏊蔻，只寿垒氟袋羧覆子交歉羧应１鬻于燃瓣电漶，僵荬滚本占濑辩电注套缀袋罄静之蓄，建季率懿蒺予交涣貘潦辩魄滟商品化的主要因素之～。
本工作的隧的怒研究全氟质予交换臌（Ｎａｔｉｏｎ，Ａｃｉｐｌｅｘ，Ｆｉｅｍｉｏｎ窝上海簇）戆缝稳秘桎笺，并搛污结拣与瞧戆粒密秘关系，对改避甏蠢帮秘裁囊兹豢徐袋子交欹貘瑟帮指导褴意义。
主要磅究缨聚壤撬熬下１．研究发现在相对离的电流密度范围，较厚的质子交换膜燃料电池出现的物质传递控裁主簧是安予质予糨黯长疑簿扩激簧递投匏引筵熬。
纠正了文献审试兔戴气传递控利鼹蕊煮。
２，在质子交换膝的化学组成、离予交换密量和厚度相同的情况下。
膜性能与不同垒产厂“蒙瓣媵裁蚕工艺足乎无关。
３．Ｎａｔｉｏｎ葶鲢上海矮子交歉貘燃料魄波鹣氯还嚣发艨瓣Ｔａｆｅｔ瓣攀髓着壤浮发蹬鸯羹而逐渐增加，而Ａｃｉｐｌｅｘ和Ｆｌｅｍｉｏｎ威予交换膜的Ｔａｆｅｌ斜率璺觋相反得变化趟势，显示薅氧还骧规躺鹣差雾。
４＋氯气嚣懑激辩驳醛磷究＜等漫吸憋黪线嚣巍径努露）证实了全鬣臻酸矮子交搽膜的离子簇网络模型结构，与文献中小角ｘ射线衍射结果相一数。
并且首次利爱遮耱方法获褥凄予交羧膜戆孑Ｌ经大枣分毒。
５．发瑰较游瓣Ｎａｔｉｏｎ１１２藤兵鸯不潮予弱一系戴鞍簿懿Ｎａｔｉｏｎ｛１７貘熬镞我分布，这是由于薄膜的袭顽效应引起内部微结构的变化。
这也是膜中质子传遴撩裁裁一拿主要缀毽。
哭键词：隧ｉ疯抉膜，！壹蛰仨璺氧鼍璺垦璺，质警篓！些制，ｊ蛉夺ＡｂｓｔｒａｃｔＰｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｆｕｅｌｃｅｌｌｓ（ＰＥＭＦＣｓ）ａｔｔｒａｃｔｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ，ｚｅｒｏｅｍｉｓｓｉｏｎ．１０ｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｒｔ—ｕｐａｓｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｂｏｔｈｓｔａｔｉｏｎａｒｙａｎｄｍｏｂｉｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＰｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｉｓｏｎｅｏｆｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＰＥＭＦＣａｎｄｈａｓｄｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｎｏｄｅｃｈａｍｂｅｒｆｒｏｍｃａｔｈｏｄｅｏｎｅ．Ｓｏｆａｒ，ｏｎｌｙｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｓｕｌｐｈｏｎｉｃａｃｉｄｉｏｎｏｍｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｆｕｅｌｃｅｌｌｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｓｔｃｏｖｅｒｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｆｕｅｌｃｅｌｌｓ．Ｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｓｏｎｅｏｆ氇ｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔＮｃｍｒｓｆｏｒｒｅｔａｒｄｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＰＥＭｆｕｅｌｃｅｌｌｓＴｈｅａｉｍｏｆｔｈｉｓｗｏｒｋｉｓｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｐｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｓ（Ｎａｔｉｏｎ，Ａｃｉｐｌｅｘ，Ｆｌｅｍｉｏｎ，ａｎｄＳｈａｎｇｈａｉ）ａｎｄｔｏｇｉｖｅａｎｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｆｏｒｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｅｎｔｍｅｍｂｒａｎｅｓａｎｄｔｈｅＲ＆Ｄｏｆｎｅｗｍｅｍｂｒａｎｅｓｓｕｉｔａ鞠ｅｆｏｒＰＥＭＦＣＳ．Ｓｏｍｅｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇ１，Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｆｏｒｔｈｉｃｋｐｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｍａｓｓ谨ａｎｓｐｏｒｔｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｈｉｇｈｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｒａｎｇｅｉｓｍａｉｎｌｙｏｒｉｇｉｎａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｄｕｅｔｏａｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎ．２．Ｇｉｖｅｎｔｈｅｓａｌｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｗｅｉｇｈｔ，ａｎｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｐｒｏｔｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｓ，ｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｎｅａｒｌｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．３＋ＴｈｅＴａｆｅｌｓｌｏｐｅｏｆＮａｔｉｏｎａｎｄＳｈａｎｇｈａｉｆａｍｉｌｙｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｍｅｍｂｒａｎｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｅＴａｆｅｌｓｌｏｐｅｓｏｆＡｃｉｐｌｅｘａｎｄＦｌｅｍｉｏｎｆａｍｉｌｉｅｓｏｆｍｅｍｂｍｎｅｓｔａｋｅ张ｏｐｐｏｓｉｔｅｃｈａｎｇｅ．Ｔｈｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｏｘｙｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，４．Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ—ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｉｏｎｏｍｅｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｌｕｓｔｅｒ－ｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｏｆｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ，ａｎｄｔｈｅｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｓｆｉｒｓｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ。
材料科学与工程专业英语第二版 翻译
Unit1：2.xx材料科学石器时代肉眼青铜器时代光学性质集成电路机械(力学)强度热导率1.材料科学指的是研究存于材料的结构和性能的相互关系。
相反，材料工程指的是，在基于材料结构和性能的相互关系的基础上，开发和设计预先设定好具备若干性能的材料。
2.实际上，固体材料的所有重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐蚀降解性。
3.除了结构和性质，材料科学和工程还有其他两个重要的组成部分：即加工和性能。
4.工程师与科学家越熟悉材料的结构-性质之间的各种相互关系以及材料的加工技术，根据这些原则，他或她对材料的明智选择将越来越熟练和精确。
5.只有在极少数情况下材料在具有最优或理想的综合性质。
因此，有必要对材料的性质进行平衡。
3.xxInterdispline dielectric constantSolid materials heat capacityMechanical properties electro-magnetic radiationMaterials processing elasticity modulus1.直到最近，科学家才终于了解材料的结构要素与其特性之间的关系。
It was not until relatively recent times that scientists came to understand the relationship between the structural elements of materials and their properties .2.材料工程学主要解决材料的制造问题和材料的应用问题。
Material engineering mainly solve the problems of materials processing and materials application.3.材料的加工过程不但决定了材料的结构，同时决定了材料的特征和性能。
2_5_二巯基_1_3_4_噻二唑的合成及电化学性能
2,52二巯基21,3,42噻二唑的合成及电化学性能3邓凌峰,陈 洪(中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙410004)摘要 以二硫化碳和水合肼为原料合成了2,52二巯基21,3,42噻二唑(DMc T ),并采用元素分析、Raman 光谱和红外(IR )光谱对DMc T 的结构进行了表征。
DMc T 的循环伏安曲线表明,在室温下DMc T 的氧化还原反应速度很慢,且酸碱条件对DMc T 氧化还原反应有很大的影响。
加入三乙胺之后,DMc T 的氧化反应更加容易,还原峰电流增大,但对还原峰电位的影响不大;相反,当甲磺酸存在时,DMc T 的氧化反应更难进行,而还原反应变得更加容易。
关键词 2,52二巯基21,3,42噻二唑 电化学性能 合成Synthesis and Electrochemical Property of 2,52dimercapto 21,3,42thiadiazoleD EN G Lingfeng ,C H EN Hong(College of Material Science and Engineering ,Central South University of Forestry and Technology ,Changsha 410004)Abstract 2,52dimercapto 21,3,42thiadiazole (DMc T )is synthesized by hydrazine hydrate and carbon disulfide.The structure of DMc T is determined by elemental analysis ,Raman spectra and inf rared spectra.Cyclic voltammetry curves of DMc T show that the redox reaction of DMc T is rather slow at room temperature ,and the influence of acidic and basic condition on the redox behavior of DMc T is great.The addition of triethylamine facilitates the oxidation of DMc T and makes the peak current increase ,but does not influence the reduction peak potential of DMc T.On the con 2trary ,the addition of CF 3COO H makes the oxidation of DMc T harder than the neutral condition ,but facilitates the re 2duction of DMc T.K ey w ords 2,52dimercapto 21,3,42thiadiazole ,electrochemical property ,synthesis 3湖南省自然科学基金(09JJ 6017);高校引进人才基金(10420053) 邓凌峰:博士,副教授,研究方向:电化学及能源材料 E 2mail :denglingfeng168@0 前言有机硫化物及其聚合物作为新型锂二次电池的正极材料因具有能量密度高、对环境友好及材料来源广泛的特点而备受关注。
材料英语词汇
专业词汇列表晶体结构（structure of crystal）原子质量单位 Atomic mass unit (amu)原子量 Atomic weight键能 Bonding energy共价键 Covalent bond电子构型 electronic configuration正电的 Electropositive氢键 Hydrogen bond同位素 Isotope摩尔 Mole泡利不相容原理 Pauli exclusion principle原子 atom分子量 molecule weight量子数 quantum number范德华键 van der waals bond点群 point group各向异性 anisotropy体心立方结构 body-centered cubic (BCC)布拉格定律bragg’s law晶体结构 crystal structure晶体的 crystalline中子衍射 neutron diffraction晶界 grain boundary鲍林规则Pauling’s rulesCsCl型结构 Caesium Chloride structure纤锌矿型结构 Wurtzite structure萤石型结构 Fluorite structure尖晶石型结构 Spinel-type structure岛状结构 Island structure层状结构 Layer structure滑石 talc高岭石 kaolinite长石 feldspar各向同性的 isotropic晶格 lattice密勒指数 miller indices多晶的 polycrystalline原子数 Atomic number波尔原子模型 Bohr atomic model库仑力 Coulombic force分子的构型 molecular configuration负电的 Electronegative基态 Ground state离子键 Ionic bond金属键Metallic bond分子 Molecule元素周期表 Periodic table极性分子 Polar molecule价电子 valence electron电子轨道 electron orbitals对称要素 symmetry elements原子堆积因数 atomic packing factor(APF)面心立方结构 face-centered cubic (FCC)配位数 coordination number晶系 crystal system衍射 diffraction电子衍射 electron diffraction六方密堆积 hexagonal close-packed (HCP)NaCl型结构 NaCl－type structure闪锌矿型结构 Blende-type structure金红石型结构 Rutile structure钙钛矿型结构 Perovskite-type structure硅酸盐结构 Structure of silicates链状结构 Chain structure架状结构 Framework structure叶蜡石 pyrophyllite石英 quartz美橄榄石 forsterite各向异性的 anisotropy晶格参数 lattice parameters非结晶的 noncrystalline多晶形 polymorphism单晶 single crystal电位 electron states电子 electrons金属键 metallic bonding极性分子 polar molecules衍射角 diffraction angle粒度,晶粒大小 grain size显微照相 photomicrograph透射电子显微镜 transmission electron microscope (TEM)四方的 tetragonal配位数 coordination number晶胞 unit cell(化合)价 valence共价键 covalent bonding离子键 Ionic bonding原子面密度 atomic planar density合金 alloy显微结构 microstructure扫描电子显微镜 scanning electron microscope (SEM)重量百分数weight percent单斜的monoclinic晶体结构缺陷(defect of crystal structure)缺陷 defect, imperfection线缺陷 line defect, dislocation体缺陷 volume defect位错线 dislocation line螺位错 screw dislocation晶界 grain boundaries小角度晶界 tilt boundary,位错阵列 dislocation array位错轴 dislocation axis位错爬移 dislocation climb位错滑移 dislocation slip位错裂纹 dislocation crack位错密度 dislocation density间隙原子 interstitial atom间隙位置 interstitial sites弗伦克尔缺陷 Frenkel disorder主晶相 the host lattice缔合中心 Associated Centers.电子空穴 Electron Holes克罗各-明克符号 Kroger Vink notation固溶体 solid solution化合物 compound置换固溶体 substitutional solid solution不混溶固溶体 immiscible solid solution有序固溶体 ordered solid solution固溶强化 solid solution strengthening点缺陷 point defect面缺陷 interface defect位错排列 dislocation arrangement刃位错 edge dislocation混合位错 mixed dislocation大角度晶界 high-angle grain boundaries孪晶界 twin boundaries位错气团 dislocation atmosphere位错胞 dislocation cell位错聚结 dislocation coalescence位错核心能量 dislocation core energy位错阻尼 dislocation damping原子错位 substitution of a wrong atom晶格空位 vacant lattice sites杂质 impurities肖脱基缺陷 Schottky disorder错位原子 misplaced atoms自由电子 Free Electrons伯格斯矢量 Burgers中性原子 neutral atom固溶度 solid solubility间隙固溶体 interstitial solid solution金属间化合物 intermetallics转熔型固溶体 peritectic solid solution无序固溶体 disordered solid solution取代型固溶体 Substitutional solid solutions过饱和固溶体 supersaturated solid solution非化学计量化合物 Nonstoichiometric compound表面结构与性质(structure and property of surface)表面 surface同相界面 homophase boundary晶界 grain boundary小角度晶界 low angle grain boundary共格孪晶界 coherent twin boundary错配度 mismatch重构 reconstuction表面能 surface energy扭转晶界 twist grain boundary共格界面 coherent boundary非共格界面 noncoherent boundary应变能 strain energy惯习面 habit plane界面 interface异相界面 heterophase boundary表面能 surface energy大角度晶界 high angle grain boundary晶界迁移 grain boundary migration驰豫 relaxation表面吸附 surface adsorption倾转晶界 titlt grain boundary倒易密度 reciprocal density半共格界面 semi-coherent boundary界面能 interfacial free energy晶体学取向关系 crystallographic orientation非晶态结构与性质(structure and property of uncrystalline) 熔体结构 structure of melt玻璃态 vitreous state粘度 viscosity介稳态过渡相 metastable phase淬火 quenching玻璃分相 phase separation in glasses 过冷液体 supercooling melt软化温度 softening temperature表面张力 Surface tension组织 constitution退火的 softened体积收缩 volume shrinkage扩散(diffusion)活化能 activation energy浓度梯度 concentration gradient菲克第二定律Fick’s second law稳态扩散 steady state diffusion扩散系数 diffusion coefficient填隙机制 interstitalcy mechanism短路扩散 short-circuit diffusion下坡扩散 Downhill diffusion扩散通量 diffusion flux菲克第一定律Fick’s first law相关因子 correlation factor非稳态扩散 nonsteady-state diffusion 跳动几率 jump frequency晶界扩散 grain boundary diffusion上坡扩散 uphill diffusion互扩散系数 Mutual diffusion渗碳剂 carburizing浓度分布曲线 concentration profile 驱动力 driving force自扩散 self-diffusion空位扩散 vacancy diffusion扩散方程 diffusion equation扩散特性 diffusion property达肯方程 Dark equation本征热缺陷 Intrinsic thermal defect 离子电导率 Ion-conductivity浓度梯度 concentration gradient扩散流量 diffusion flux间隙扩散 interstitial diffusion表面扩散 surface diffusion扩散偶 diffusion couple扩散机理 diffusion mechanism无规行走 Random walk柯肯达尔效应 Kirkendall equation本征扩散系数 Intrinsic diffusion coefficient 空位机制 Vacancy concentration腐蚀与氧化（corroding and oxidation）氧化反应 Oxidation reaction还原反应 Reduction reaction价电子 Valence electron腐蚀介质 Corroding solution电动势 Electric potential推动力 The driving force腐蚀系统 Corroding system腐蚀速度 Corrosion penetration rate电流密度 Current density电化学反应 Electrochemical reaction极化作用 Polarization过电位 The over voltage浓差极化 Concentration polarization电化学极化 Activation polarization极化曲线 Polarization curve缓蚀剂 Inhibitor原电池 galvanic cell电偶腐蚀 galvanic corrosion电位序 galvanic series应力腐蚀 Stress corrosion冲蚀 Erosion-corrosion腐蚀短裂 Corrosion cracking防腐剂 Corrosion remover腐蚀电极 Corrosion target隙间腐蚀 Crevice corrosion均匀腐蚀 Uniform attack晶间腐蚀 Intergranular corrosion焊缝破坏 Weld decay选择性析出 Selective leaching氢脆损坏 Hydrogen embitterment阴极保护 Catholic protection穿晶断裂 Intergranular fracture固相反应和烧结(solid state reaction and sintering) 固相反应 solid state reaction烧成 fire再结晶 Recrystallization成核 nucleation子晶，雏晶 matted crystal异质核化 heterogeneous nucleation铁碳合金 iron-carbon alloy铁素体 ferrite共晶反应 eutectic reaction烧结 sintering合金 alloy二次再结晶 Secondary recrystallization结晶 crystallization耔晶取向 seed orientation均匀化热处理 homogenization heat treatment渗碳体 cementite奥氏体 austenite固溶处理 solution heat treatment相变 (phase transformation)过冷 supercooling晶核 nucleus形核功 nucleation energy均匀形核 homogeneous nucleation形核率 nucleation rate热力学函数 thermodynamics function临界晶核 critical nucleus枝晶偏析 dendritic segregation平衡分配系数 equilibrium distribution coefficient成分过冷 constitutional supercooling共晶组织 eutectic structure伪共晶 pseudoeutectic表面等轴晶区 chill zone中心等轴晶区 equiaxed crystal zone急冷技术 splatcooling单晶提拉法 Czochralski method位错形核 dislocation nucleation斯宾那多分解 spinodal decomposition马氏体相变 martensite phase transformation成核机理 nucleation mechanism过冷度 degree of supercooling形核 nucleation晶体长大 crystal growth非均匀形核 heterogeneous nucleation长大速率 growth rate临界晶核半径 critical nucleus radius局部平衡 localized equilibrium有效分配系数 effective distribution coefficient 引领（领先）相 leading phase层状共晶体 lamellar eutectic离异共晶 divorsed eutectic柱状晶区 columnar zone定向凝固 unidirectional solidification区域提纯 zone refining晶界形核 boundary nucleation晶核长大 nuclei growth有序无序转变 disordered-order transition马氏体 martensite成核势垒 nucleation barrier相平衡与相图（Phase equilibrium and Phase diagrams）相图 phase diagrams组分 component相律 Phase rule浓度三角形 Concentration triangle成分 composition相平衡 phase equilibrium热力学 thermodynamics吉布斯相律 Gibbs phase rule吉布斯自由能 Gibbs free energy吉布斯熵 Gibbs entropy热力学函数 thermodynamics function过冷 supercooling杠杆定律 lever rule相界线 phase boundary line共轭线 conjugate lines相界反应 phase boundary reaction相组成 phase composition金相相组织 phase constentuent相衬显微镜 phase contrast microscope 相分布 phase distribution相平衡图 phase equilibrium diagram 相分离 phase segregation相 phase组元 compoonent投影图 Projection drawing冷却曲线 Cooling curve自由度 freedom化学势 chemical potential相律 phase rule自由能 free energy吉布斯混合能 Gibbs energy of mixing 吉布斯函数 Gibbs function热分析 thermal analysis过冷度 degree of supercooling相界 phase boundary相界交联 phase boundary crosslinking相界有限交联 phase boundary crosslinking 相变 phase change共格相 phase-coherent相衬 phase contrast相衬显微术 phase contrast microscopy相平衡常数 phase equilibrium constant相变滞后 phase transition lag相序 phase order相稳定性 phase stability相稳定区 phase stabile range相变压力 phase transition pressure同素异晶转变 allotropic transformation 显微结构 microstructures不混溶性 immiscibility相态 phase state相变温度 phase transition temperature同质多晶转变 polymorphic transformation 相平衡条件 phase equilibrium conditions。
氨基酸过渡金属（Cu、Zn、Ni）有机配合物的电化学合成及表征
目录中文摘要 (1)英文摘要 (3)第一章 绪论 (6)1.1电合成金属有机配合物的历史回顾与展望 (6)1.2 金属有机配合物电合成研究的进展 (9)1.3氨基酸金属配合物的应用 (19)1.4 论文的主要工作及意义 (22)参 考 文 献 (24)第二章 水杨醛缩L-异亮氨基酸Schiff碱过渡金属Cu(II)、Zn(II)、Ni(II)配合物的电化学合成及表征 (28)2.1前言 (28)2.2 实验部分 (28)2.3 结果与讨论 (31)2.4 结论 (41)参 考 文 献 (42)第三章 水杨醛缩甘氨酸、L-苯丙氨基酸Schiff-base混配 Cu(II)、 Zn(II)、Ni(II 金属配合物的电化学合成及表征 (44)3.1 前言 (44)3.2 实验部分 (44)3.3 结果与讨论 (48)3.4 结论 (59)参 考 文 献 (60)第四章 对甲苯磺酰氨基酸甲醇或2,2-联吡啶混配Cu(II)配合物的电化学合成及表征 (62)4.1 前言 (62)4.2 实验部分 (62)4.3 结果与讨论 (65)4.4 结论 (71)参 考 文 献 (72)发表的论文 (74)致谢 (75)附录 (76)氨基酸过渡金属（Cu、Zn、Ni）有机配合物的电化学合成及表征中文摘要过渡金属有机配合物具有光、电、磁、催化、生物化学特性等特殊功能。
电化学方法合成金属配合物，是以惰性电极或金属电极为阴极，以欲合成金属配合物的金属为“牺牲”阳极，在电解液中加入少量导电盐，通电流使阳极溶解，阴极发生还原反应合成金属配合物。
电合成法具有反应选择性较高、产品纯度高、一步合成和环境污染少等优点，因此此方法在实际应用中有很广泛的应用前景。
电化学合成法是一种可持续发展的绿色化学方法。
近年来，电化学合成金属有机化合物的研究发展迅速。
本论文主要研究如下：第一部分：水杨醛缩L-异亮氨基酸Schiff碱过渡金属Cu(II)、Zn(II)、Ni(II)配合物的电化学合成及表征。
具有荧光的金属有机框架
具有荧光的金属有机框架摘要：金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，英文简称MOFs)是一种新型的多孔晶体材料。
由于制备方式多样，配体及中心金属离子可调控，造就了金属有机骨架广泛的应用前景：如催化、选择性吸附、气体储存、药物缓释、荧光传感和磁性材料等领域。
近年来它已成为一个热门的研究领域。
通过简单快速的三乙胺超声扩散法制备以不同稀土金属作为中心离子的多种金属有机骨架材料，通过中心离子和配体的调控，证明了超声法是一种适用范围很广的MOF材料制备方法。
通过对超声频率的调控，发现产物形貌以及XRD强度都有着相应的改变，以此为基础分析超声法制备金属有机骨架晶体的形成过程。
关键词:金属-有机骨架；超声；荧光传感。
金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,英文缩写MOFs)1,2材料是近年来得到迅速发展的一类新型多孔晶体材料,这类多孔材料以过渡金属和多官能团有机配体为基本构件组装而成。
与传统有机和无机多孔材料(如沸石和多孔碳材料等)相比，纳米孔洞金属-有机骨架材料具有密度小、比表面积高、制备条件温和等特点，更为重要的是,通过设计具有不同结构和功能的有机配体以及使用众多过渡金属离子,可以方便地对金属-有机骨架材料进行结构剪裁,从而达到对这类多孔材料的性质进行有效调控。
近年来,科研工作者们将分子，设计和晶体工程充分应用于纳米孔洞金属-有机骨架材料的设计并取得了巨大的成功。
目前人们已经开发出Langmuir比表面积超过10000 m2/g的金属-有机骨架材料(如MOF-210 的 Langmuir 比表面积 10400 m2/g, BET 比表面积 6240 m2/g3,这几乎是结构稳定固体多孔材料的极限值,是其他任何一种传统多孔材料所无法比拟的。
由于在气体存储吸附和选择性分离、催化分子传感4-9等诸多领域具有广阔的应用前景，自上世纪90年代以来，此类材料的设计及其应用迅速成为无机化学、材料科学、物理化学等领域科学家们的研究热点10-14。
材料英语词汇
材料英语词汇专业词汇列表晶体结构（structure of crystal）原子质量单位Atomic mass unit (amu)原子量Atomic weight键能Bonding energy共价键Covalent bond电子构型electronic configuration正电的Electropositive氢键Hydrogen bond同位素Isotope摩尔Mole泡利不相容原理Pauli exclusion principle原子atom分子量molecule weight量子数quantum number范德华键van der waals bond点群point group波尔原子模型Bohr atomic model库仑力Coulombic force分子的构型molecular configuration负电的Electronegative基态Ground state离子键Ionic bond金属键Metallic bond分子Molecule元素周期表Periodic table极性分子Polar molecule价电子valence electron电子轨道electron orbitals对称要素symmetry elements原子堆积因数atomic packing factor(APF)面心立方结构face-centered cubic (FCC)配位数coordination number晶系crystal system衍射diffraction电子衍射electron diffraction六方密堆积hexagonal close-packed (HCP)NaCl型结构NaCl－type structure闪锌矿型结构Blende-type structure金红石型结构Rutile structure钙钛矿型结构Perovskite-type structure硅酸盐结构Structure of silicates链状结构Chain structure架状结构Framework structure叶蜡石pyrophyllite石英quartz美橄榄石forsterite各向异性的anisotropy晶格参数lattice parameters非结晶的noncrystalline多晶形polymorphism单晶single crystal电位electron states电子electrons金属键metallic bonding极性分子polar molecules衍射角diffraction angle粒度,晶粒大小grain size显微照相photomicrograph透射电子显微镜transmission electron microscope (TEM)四方的tetragonal配位数coordination number 晶胞unit cell(化合)价valence共价键covalent bonding离子键Ionic bonding 原子面密度atomic planar density合金alloy显微结构microstructure扫描电子显微镜scanning electron microscope (SEM)重量百分数weight percent单斜的monoclinic 晶体结构缺陷(defect of crystal structure)缺陷defect, imperfection线缺陷line defect, dislocation体缺陷volume defect位错线dislocation line螺位错screw dislocation晶界grain boundaries小角度晶界tilt boundary,位错阵列dislocation array位错轴dislocation axis位错爬移dislocation climb位错滑移dislocation slip位错裂纹dislocation crack位错密度dislocation density间隙原子interstitial atom间隙位置interstitial sites弗伦克尔缺陷Frenkel disorder主晶相the host lattice缔合中心Associated Centers.电子空穴Electron Holes克罗各-明克符号Kroger Vink notation固溶体solid solution化合物compound置换固溶体substitutional solid solution不混溶固溶体immiscible solid solution有序固溶体ordered solid solution固溶强化solid solution strengthening点缺陷point defect面缺陷interface defect位错排列dislocation arrangement刃位错edge dislocation混合位错mixed dislocation大角度晶界high-angle grain boundaries孪晶界twin boundaries位错气团dislocation atmosphere位错胞dislocation cell位错聚结dislocation coalescence位错核心能量dislocation core energy位错阻尼dislocation damping原子错位substitution of a wrong atom晶格空位vacant lattice sites杂质impurities肖脱基缺陷Schottky disorder错位原子misplaced atoms自由电子Free Electrons伯格斯矢量Burgers中性原子neutral atom固溶度solid solubility间隙固溶体interstitial solid solution金属间化合物intermetallics转熔型固溶体peritectic solid solution无序固溶体disordered solid solution取代型固溶体Substitutional solid solutions过饱和固溶体supersaturated solid solution非化学计量化合物Nonstoichiometric compound表面结构与性质(structure and property of surface)表面surface同相界面homophase boundary晶界grain boundary小角度晶界low angle grain boundary共格孪晶界coherent twin boundary 错配度mismatch重构reconstuction表面能surface energy扭转晶界twist grain boundary共格界面coherent boundary非共格界面noncoherent boundary 应变能strain energy惯习面habit plane界面interface异相界面heterophase boundary表面能surface energy大角度晶界high angle grain boundary晶界迁移grain boundary migration驰豫relaxation表面吸附surface adsorption倾转晶界titlt grain boundary倒易密度reciprocal density半共格界面semi-coherent boundary界面能interfacial free energy晶体学取向关系crystallographic orientation非晶态结构与性质(structure and property ofuncrystalline)熔体结构structure of melt玻璃态vitreous state粘度viscosity介稳态过渡相metastable phase淬火quenching玻璃分相phase separation in glasses 过冷液体supercooling melt软化温度softening temperature表面张力Surface tension组织constitution退火的softened体积收缩volume shrinkage扩散(diffusion)活化能activation energy浓度梯度concentration gradient 菲克第二定律Fick’s second law 稳态扩散steady state diffusion扩散系数diffusion coefficient填隙机制interstitalcy mechanism 短路扩散short-circuit diffusion 下坡扩散Downhill diffusion扩散通量diffusion flux菲克第一定律Fick’s first law相关因子correlation factor非稳态扩散nonsteady-state diffusion 跳动几率jump frequency晶界扩散grain boundary diffusion 上坡扩散uphill diffusion互扩散系数Mutual diffusion渗碳剂carburizing浓度分布曲线concentration profile 驱动力driving force自扩散self-diffusion空位扩散vacancy diffusion扩散方程diffusion equation扩散特性diffusion property达肯方程Dark equation本征热缺陷Intrinsic thermal defect 离子电导率Ion-conductivity浓度梯度concentration gradient扩散流量diffusion flux间隙扩散interstitial diffusion表面扩散surface diffusion扩散偶diffusion couple扩散机理diffusion mechanism无规行走Random walk柯肯达尔效应Kirkendall equation本征扩散系数Intrinsic diffusion coefficient 空位机制Vacancy concentration腐蚀与氧化（corroding and oxidation）氧化反应Oxidation reaction还原反应Reduction reaction价电子Valence electron腐蚀介质Corroding solution电动势Electric potential推动力The driving force腐蚀系统Corroding system腐蚀速度Corrosion penetration rate 电流密度Current density电化学反应Electrochemical reaction 极化作用Polarization过电位The over voltage浓差极化Concentration polarization 电化学极化Activation polarization 极化曲线Polarization curve缓蚀剂Inhibitor原电池galvanic cell电偶腐蚀galvanic corrosion 电位序galvanic series应力腐蚀Stress corrosion冲蚀Erosion-corrosion腐蚀短裂Corrosion cracking 防腐剂Corrosion remover腐蚀电极Corrosion target隙间腐蚀Crevice corrosion 均匀腐蚀Uniform attack晶间腐蚀Intergranular corrosion焊缝破坏Weld decay选择性析出Selective leaching氢脆损坏Hydrogen embitterment阴极保护Catholic protection穿晶断裂Intergranular fracture固相反应和烧结(solid state reaction and sintering)固相反应solid state reaction烧成fire再结晶Recrystallization成核nucleation子晶，雏晶matted crystal异质核化heterogeneous nucleation铁碳合金iron-carbon alloy铁素体ferrite共晶反应eutectic reaction烧结sintering合金alloy二次再结晶Secondary recrystallization结晶crystallization耔晶取向seed orientation均匀化热处理homogenization heat treatment渗碳体cementite奥氏体austenite固溶处理solution heat treatment相变(phase transformation)过冷supercooling晶核nucleus形核功nucleation energy均匀形核homogeneous nucleation形核率nucleation rate热力学函数thermodynamics function 临界晶核critical nucleus枝晶偏析dendritic segregation平衡分配系数equilibrium distribution coefficient成分过冷constitutional supercooling共晶组织eutectic structure伪共晶pseudoeutectic表面等轴晶区chill zone中心等轴晶区equiaxed crystal zone急冷技术splatcooling单晶提拉法Czochralski method位错形核dislocation nucleation斯宾那多分解spinodal decomposition马氏体相变martensite phase transformation 成核机理nucleation mechanism过冷度degree of supercooling形核nucleation晶体长大crystal growth非均匀形核heterogeneous nucleation长大速率growth rate临界晶核半径critical nucleus radius局部平衡localized equilibrium有效分配系数effective distribution coefficient引领（领先）相leading phase层状共晶体lamellar eutectic离异共晶divorsed eutectic柱状晶区columnar zone定向凝固unidirectional solidification区域提纯zone refining晶界形核boundary nucleation晶核长大nuclei growth有序无序转变disordered-order transition 马氏体martensite成核势垒nucleation barrier相平衡与相图（Phase equilibrium and Phase diagrams）相图phase diagrams组分component相律Phase rule浓度三角形Concentration triangle成分composition相平衡phase equilibrium热力学thermodynamics吉布斯相律Gibbs phase rule吉布斯自由能Gibbs free energy吉布斯熵Gibbs entropy热力学函数thermodynamics function 过冷supercooling杠杆定律lever rule相界线phase boundary line共轭线conjugate lines相界反应phase boundary reaction相组成phase composition金相相组织phase constentuent相衬显微镜phase contrast microscope 相分布phase distribution相平衡图phase equilibrium diagram相分离phase segregation相phase组元compoonent投影图Projection drawing冷却曲线Cooling curve自由度freedom化学势chemical potential相律phase rule自由能free energy吉布斯混合能Gibbs energy of mixing 吉布斯函数Gibbs function热分析thermal analysis过冷度degree of supercooling相界phase boundary相界交联phase boundary crosslinking相界有限交联phase boundary crosslinking 相变phase change共格相phase-coherent相衬phase contrast相衬显微术phase contrast microscopy相平衡常数phase equilibrium constant相变滞后phase transition lag相序phase order相稳定性phase stability相稳定区phase stabile range相变压力phase transition pressure同素异晶转变allotropic transformation显微结构microstructures不混溶性immiscibility相态phase state相变温度phase transition temperature同质多晶转变polymorphic transformation 相平衡条件phase equilibrium conditions。
苏州大学 张焕相细胞本科授课大纲
主讲教师：张焕相、沈颂东、曲静细胞教学大纲一、教学目的细胞生物学是生物科学领域发展迅速、引人注目的重要学科，有关细胞生物学研究是现代生命科学的重要支柱之一，因而它已成为当今生物科学类专业本科生必修的一门主干课程。
通过细胞生物学（双语）课程的学习，要求学生达到如下目标：1 掌握细胞生物学中的基础知识和基本理论。
2 熟悉细胞生物学的基本研究手段和实验方法。
3 主动了解细胞生物学的最新研究进展和动态。
4 能将细胞生物学的基本理论融会到后续课程的学习中，从而领悟细胞生物学在整个生命科学中的重要地位。
二、课程内容Chapter 01 Introduction to Cells and Cell Biology 2学时教学内容：1. The discovery of cells2. Cell theory3. Why the cells the basic units of life?4. Basic properties of cells5. The size of cells6. Prokaryotes and eukaryotes7. Model organisims8. Cell replacement therapy9. How to learn cell biology?教学要点：1. 细胞学说的内容2. 如何理解细胞是生命体的基本单位3. 如何理解细胞的全能性4. 细胞的基本特性5. 真核细胞与原核细胞的比较6. 模式生物的意义和主要种类7. 细胞替代疗法的意义和策略2. 如何理解细胞是生命的基本单位3. 如何理解细胞的全能性4. 细胞的基本特性5. 真核细胞与原核细胞的特征比较6. 主要的模式生物及其意义7. 细胞替代疗法的意义和策略Chapter 02 Chemical Basis of Life 2学时教学内容：1. Atoms2. Chemical bonds3. Polar and nonpolar molecules4. The carbon atom5. Functional groups6. Organic molecules in cells biochemicals7. From atoms to the cells教学要点：1. 细胞的主要化学元素和化学键类型2. 细胞内分子的极性和亲水性特点Chapter 03 Membrane Structure 4学时教学内容：1. Typical plasma membranePlasma membrane,Endomembrane system,Biomembrane2. Plasma membrane structure3. Membrane lipidsPhospholipids,Three main types of membrane lipids4. Nature of the lipid bilayerMicelle,Lipid bilayer formation,Self-sealing property,Liposome,Fluidity of lipid bilayer,Lipid rafts5. Membrane proteinsIntegral proteins,Peripheral proteins,Lipid-anchored proteins6. Techniques for studying membrane proteinsFreeze-fracture replication,SDS-PAGE,2-D Gel Electrophoresis7. Membrane carbohydratesGlycolipids,Glycoproteins8. Characteristics of biomembraneMembrane fluidity and flexibility,Membrane asymmetry,Dynamic nature of membrane9. Red blood cell教学要点：1. 膜脂和膜蛋白的类型和特点2. 膜结构模型的要点3. 膜的主要特性及其意义4. 膜蛋白研究的主要技术Chapter 04 Membrane Transport and Membrane Potential 4学时教学内容：1. Movement of solutes across cell membrane2. Simple diffusionConcentration gradient and electrochemical gradient Diffusion of solutesDiffusion of waterDiffusion of ions3. Facilitated diffusion4. Active transportThree ways of driving active transportSodium-potassium pumpThree classes of ATP driven pumpsCotranport5. Membrane potentials and nerve impulsesResting potentialAction potentialPropagation of action potentialNeurotransmission教学要点：1. 被动运输与主动运输的比较和类型2. 简单扩散的影响因素3. 水通道的作用特点4. 离子通道的类型5. KcsA通道和Kv通道的结构和作用特点比较6. 易化扩散的特点和葡萄糖扩散的机制7. 钠钾泵的作用机制和意义8. 离子泵的类型和比较9. 协同运输的机制和类型，葡萄糖吸收的机制10. 静息电位和动作电位的产生原理11. 动作电位传播的机制，神经肌连接的作用机制Chapter 05 Intracellular Compartments 4学时教学内容：1. Compartmentalization of eukaryotic cellsCytoplasmic matrix(cytosol)Endomembrane systemDynamic nature of the endomembrane system2. Approaches to the study of endomembranesAutoradiographySubcellular fractionationGFPCell-free systemGenetic mutants3. Endoplasmic reticulun(ER)Structure and functions of RER and SER4. Golgi complexThe polarity of GCThe functions of GC5. LysosomesCharacteristics of lysosomesThe functions of lysosomes6. Cell nucleusNuclear envelope consists of two membranesThe nuclear laminaThe nuclear pore complex(NPC)教学要点：1. 如何理解内膜系统的动态性2. 研究内膜系统的主要方法3. 内质网的结构特点和功能4. 高尔基体的结构特点和功能5. 溶酶体的结构特点和功能6. 核膜的结构组成，核纤层和核孔复合体的特点Chapter 06 Protein Sorting 4学时教学内容：1. Road map of protein trafficProteins are imported into organelles by three mechanismsSorting signalSignal sequence2. Transport between the nucleus and cytosolNuclear localization signal(NLS)Nuclear transport receptorsImport of proteins from cytoplasm into nucleusNuclear export works like nuclear import, but in reverse3. Transport of proteins into mitochondria and chloroplastsThe protein translocators in the mitochondrial membranesTransport into matrix spaceTransport into the outer membraneTransport into the inner mitochondrial membrane and intermembrane spaceTwo signal sequences direct proteins to the thylakoid membrane in chloroplasts4. Transport of proteins into peroxisomes5. Transport of proteins from cytosol to ERCo-translational and post-translational importSignal hypothesis教学要点：1. 蛋白质运输的三种途径2. 蛋白质分选信号的类型和特点3. 核输入和核输出的意义和机制4. 蛋白质定位于线粒体不同部位的机制5. 蛋白质合成和运输的两种不同途径6. 新生肽如何输入内质网Chapter 07 Vesicular Transport 4学时教学内容：1. Coated vesiclesDifferent coats in vesicular transportClathrin-coated vesiclesCOP Ⅱ-coated vesiclesCOP Ⅰ-coated vesicles2. Rab proteins guide vesicle targeting3. SNAREs mediate membrane fusion4. EndocytosisPhagocytosisPinocytosis5. Exocytosis教学要点：1. 膜泡定向运输的决定因素2. 溶酶体酶是如何合成和运输的3. Rab蛋白在膜泡运输中的作用和机制4. SNARE在介导膜融合中的作用机制5. 微管在膜泡运输中的作用6. 如何理解高尔基体在蛋白质分选中的枢纽作用7. 胞吞作用的意义和类型，LDL摄入的机制Chapter 08 Cytoskeleton 6学时教学内容：1. MicrotubulesStructure and compositionMAPs(microtubule-associated proteins) Dynamics of MT assemblyMTOCsDrugs affecting MT assemblyMotor proteinsCilia and flagella2. MicrofilamentsStructure and compositionMF assembly and disassembly Cytochalasin and phalloidinActin-binding peoteinsMyosinsMuscle contractilityNonmuscle motility3. Intermediate filamentsStructure and compositionIF assembly and disassemblyFunctions of IF4. Nuclear matrix教学要点：1. 细胞骨架的类型和主要功能2. 微管的结构和组装特点3. MTOC的作用和中心体的结构特点4. 马达蛋白的类型和与微管的相互作用5. 纤毛和鞭毛的结构基础6. 微丝的结构和组装特点7. 不同的微丝结合蛋白和myosis与微丝的相互作用8. 肌肉收缩的微丝作用机制9. 微丝在细胞运动中的作用10. 中等纤维的结构和组装特点11. 中等纤维的不同类型和功能Chapter 09 DNA and Chromosome 4学时教学内容：1. Components of chromatinComponent of chromatin---DNAComponent of chromatin---histoneComponent of chromatin---nonhistone2. Nucleosome—structural unit of chromatinSummary of nucleosome structure3. Higher levels of chromatin structure4. Euchromatin and heterochromatin5. X-chromosome inactivationFeatures of X chromosome inactivationMechanism of X chromosome inactivation6. Structure of the mitotic chromosomeCentromere; Kinetochore; Telomere7. Giant chromosomes and Lampbrush chromosomes教学要点：1. 染色质和染色体的化学组成及关系2. 核小体的结构要点3. 染色体包装的主要模型4. 常染色质与异染色质的概念和意义5. X-染色体失活的意义、特征和机制6. 染色体的主要结构7. 巨染色体与灯刷染色体的概念和意义Chapter 10 Cell Cycle 6学时教学内容：1. Cell cycleCell cycle phasesCell cycle lengthCategories of cells in vivo based on proliferative states Synchronization of cellsMain biochemical events of cell cycle phases2. MitosisKey features during prophaseMetaphaseAnaphaseTelophaseCytokinesis3. Meiosis4. MPFDiscovery of MPFRole of MPFRegulation of MPF activity5. Diversity of cyclin-CDK complexes6. Checkpoints in cell-cycle controlG1 checkpoint (START/ Restriction point)G2 checkpoint (unreplicated-DNA checkpoint)M checkpoint(spindle-assembly checkpoint)chromosome-segregation checkpointDNA-damage checkpoint教学要点：1. 细胞根据增殖状态的分类2. 细胞周期同步化的主要方法3. 间期的意义和各时相的主要特点4. 结合纺锤体组装分析有丝分裂M期各阶段动态5. 减数分裂的特点、联会和联会复合体6. MPF的本质、功能和活性调节7. 主要的检验点控制机制Chapter 11 Cell Differentiation 4学时教学内容：1. Differentiation potency of cellsConcept and essence of cell differentiationHouse-keeping gene and Luxury geneMechanism of differential gene expressionCell totipotencyChange of totipotency during embryonic developmentSignificance of DollyTransdifferentiation2. Individual development and cell differentiationCell differentiation and cell determinationKey mechanisms of cell differentiation3. Stem cellCategories of stem cellsPatterns of stem-cell divisionEmbryonic stem cell (ES cell)Adult/tissue stem cellStem cells plasticityInduced pluripotent stem (iPS) cells4. Cancer cellBenign tumor and malignant tumorBasic properties of cancer cellsThe causes of cancerTumor-suppressor genes and oncogenesNew strategies for combating cancer教学要点：1. House-keeping gene和Luxury gene的概念及与细胞分化本质的关系2. 如何理解发育过程中的细胞全能性3. 细胞决定的机制及在分化中的意义4. 干细胞的基本特性和分类5. ES细胞的主要来源、形态和生化特征6. iPS细胞的概念和意义7. 癌细胞的主要形态和生理特征8. 原癌基因和抑癌基因的概念9. Rb和p53基因的意义和分子机制Chapter 12 Apoptosis 4学时教学内容：1. Cell aging/senescenceHayflick limitationLifespan of cells in vitro cultureCharacteristics of cell agingTheories of cell aging2. Cell apoptosis/Programmed cell deathSignificance of cell apoptosisCharacteristics of cell apoptosisTwo styles of the cell death3. Molecular mechanisms of apoptosisExtrinsic pathway of apoptosis－receptor-mediated pathwayIntrinsic pathway of apoptosis－mitochondria-mediated pathway Apoptosis is carried out by the caspase cascadeEvolutionarily conserved apoptotis pathway in C. elegans and vertebrates 教学要点：1. Hayflick界限和体外培养细胞的寿命2. 细胞衰老的特征和主要理论3. 细胞凋亡的意义和特征4. 受体介导和线粒体介导的细胞凋亡途径以及caspase级联的机制5. 线虫凋亡的基因调控机制Chapter 13 Cell Signal Transduction 6学时教学内容：1. Overview of cell signal transductionSignal transductionMain types of cell communicationReceptors2. G-protein-linked receptor and secondary messengerG-protein-linked receptorG-protein and its mechanismSecond messengercAMP signaling pathwayDouble messenger system3. Enzyme-linked receptorReceptor tyrosine kinases (RTKs)RTK-Ras signaling pathwayRTK-PIP2 pathwayRTK-PI3K pathwayJAK-STAT signaling pathway4. Intracellular receptorThe mechanism of the intracellular receptorThe role of NO as a signal molecule5. Role of calcium as an intracellular messenger6. Signals that originate from contacts between the cell surface and the substratum7. Important features of cell signaling教学要点：1. G蛋白耦联受体的概念和特征2. G蛋白的概念、特点和作用机理3. cAMP信号通路、肾上腺素升高血糖的细胞机制4. PIP2信号通路5. RTK的特点和Ras-MAPK信号途径6. 细胞内受体的特点和NO信号的作用7. 钙信使的特点和作用8. 信号转导的主要特点三、各章课时分配表。
锂-镁-铝合金作为锂硫化聚丙烯腈电池的稳定负极
第5期张彪，等:锂-镁-铝合金作为锂硫化聚丙烯月青电池的稳定负极-15-锂-镁-铝合金作为锂硫化聚丙烯月青电池的稳定负极张彪，张超，王玉，陈康华#（中南大学粉末冶金研究院，湖南长沙410083）摘要:锂金属负极由于其低氧化还原电位和高理论比容量在锂硫化聚丙烯（S@PAN）电池中是一种备受关注的负极材料。
然而，由于锂金属负极与电解质的副反应引发的锂枝晶的生长严重阻碍了其商业化过程。
为了提高锂负极的整体和表面稳定性，研究了锂镁铝合金作为锂-S@PAN电池的负极。
研究发现，锂镁铝合金负极能够有效抑制锂枝晶的形成和生长,锂铜半电池的库伦效率明显提高,并显著改善了全电池的循环性能’700次循环后，容量保持率为79%,远高于锂金属电极的64%O关键词:锂镁铝合金;锂枝晶；电化学性质中图分类号:TM911文献标识码：A文章编号：1008-021X（2021）05-0015-03Lithium-Magnesium-Alumi/um Alloy as a Stable Negative Electrode forLithium S u ISS c Polyacrylonitrile BatteriesZhang Biao,Zhang Chao,Wang Yu,Chen Kanghua*(S ea ee Key Labo ea eo ey o iPowe eMe ea—u egy，Cen eea—Sou eh Unoeeeioey，Changiha410083，Chona)Abstract:Due to its low redox potential and high theoretical specific capacity,lithium metal anode is a kind of anode material ehaehaia e eaceed much a e neoon on—oehoum iu—iodepo—ypeopy—ene(SiPAN)ba e eoei.Howeeee,ehegeoweh oi—oehoum dendeoeei caused by the side reaction of the lithium metal neaative electrode and the electrolyte severely hinders its commercialization peoceSS.In ehopapee,on oedeeeoompeoeeeheoeeea—and SueiaceSeabo—oeyoiehe—oehoum negaeoeee—eceeode,—oehoum-magneSoum a—umonum a—oyaSehenegaeoeee—eceeodeoiehe—oehoum-S i PAN ba e eywaSSeudoed.SeudoeShaeeiound ehaeehe—oehoum-magneSoum-a—umonum a—oyanodecan e i e ceoee—yonhoboeeheioemaeoon and geoweh oi—oehoum dendeoeeS,ehecou—omboce i ocoency oiehe—oehoum-coppeeha—i-ce—oSognoiocane—yompeoeed,and ehecyc—epeeioemanceoieheiu—ba e eyoSognoiocane—yompeoeed.Aieee700cyc—eS,ehecapacoeyeeeeneoon eaeeo79%,whoch omuch hogheeehan64%oi—oehoum meea—e—eceeodeS.Key words:lithium maanesium aluminum Hoy；lithium dendrites;electrochemical properties锂-S@PAN电池因其高的比容量，低成本和环境友好而备受广大科研工作者的关注，在该电池体系中,硫化聚丙烯月青正极材料具有稳定且很高的比容量（高于600mAh-g-）［1］。
受主与施主
半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。
在热力学温度零度和没有外界能量激发时，价电子受共价键的束缚，晶体中不存在自由运动的电子，半导体是不能导电的。
但是，当半导体的温度升高（例如室温300oK）或受到光照等外界因素的影响，某些共价键中的价电子获得了足够的能量，足以挣脱共价键的束缚，跃迁到导带，成为自由电子，同时在共价键中留下相同数量的空穴。
空穴是半导体中特有的一种粒子。
它带正电，与电子的电荷量相同。
把热激发产生的这种跃迁过程称为本征激发。
显然，本征激发所产生的自由电子和空穴数目是相同的。
由于空穴的存在，临近共价键中的价电子很容易跳过去填补这个空穴，从而使空穴转移到临近的共价键中去，而后，新的空穴又被其相邻的价电子填补，这一过程持续下去，就相当于空穴在运动。
带负电荷的价电子依次填补空穴的运动与带正电荷的粒子作反方向运动的效果相同，因此我们把空穴视为带正电荷的粒子。
可见，半导体中存在两种载流子，即带电荷+q的空穴和带电荷–q的自由电子。
在没有外加电场作用时，载流子的运动是无规则的，没有定向运动，所以形不成电流。
在外加电场作用下，自由电子将产生逆电场方向的运动，形成电子电流，同时价电子也将逆电场方向依次填补空穴，其导电作用就像空穴沿电场运动一样，形成空穴电流。
虽然在同样的电场作用下，电子和空穴的运动方向相反，但由于电子和空穴所带电荷相反，因而形成的电流是相加的，即顺着电场方向形成电子和空穴两种漂移电流。
在本征半导体硅（或锗）中掺入少量的五价元素，如磷、砷或锑等，就可以构成N型半导体。
若在锗晶体中掺入少量的砷原子如图1所示，掺入的砷原子取代了某些锗原子的位置。
砷原子有五个价电子，其中有四个与相邻的锗原子结合成共价键，余下的一个不在共价键内，砷原子对它的束缚力较弱，因此只需得到极小的外界能量，这个电子就可以挣脱砷原子的束缚而成为自由电子。
这种使杂质的价电子游离成为自由电子的能量称为电离能。
这种电离能远小于禁带宽度EGO,所以在室温下，几乎所有的杂质都已电离而释放出自由电子。
蛋白质分子的电学性质、结构与生物活性
收稿:2007年8月,收修改稿:2007年9月 3国家自然科学基金项目(N o.20435010,20503012)资助33通讯联系人 e 2mail :zhaojw @蛋白质分子的电学性质、结构与生物活性3郭 彦1 高筱玲2 赵健伟133 田燕妮2(1.南京大学化学化工学院生命分析化学教育部重点实验室 南京210008;2.山西大学分子科学研究所 太原030006)摘 要 在生命体内,蛋白质通常固着在膜载体上与其它分子相互作用而参与生命活动,所以承受各向异性压力的蛋白质是其存在和功能化的基本形式。
设计和研究蛋白质分子在各向异性压力下的分子结构、力学性质和电学Π电化学性质不仅对深入理解蛋白质的生物活性至关重要,而且有助于促进蛋白质分子在分子电子器件中的应用。
本文综述了利用导电原子力显微镜对蛋白质分子的电学性质的研究进展。
在不同的探针压力下,蛋白质分子发生不同程度的形变,表现了不同的电子输运机理。
由此可以进一步推测蛋白质分子的生物活性。
关键词 蛋白质 电子传递 构效关系 导电原子力显微镜 生物电化学中图分类号:O629.73;Q51 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2008)0620951206Correlation Betw een Molecular Structure ,E lectric Propertyand Biological Activity of ProteinGuo Yan 1 Gao Xiaoling 2 Zhao Jianwei133 Tian Yanni2(1.K ey Laboratory of Analytical Chemistry for Life Sciences ,Ministry of Education ,School of Chemistryand Chemical Engineering ,Nanjing University ,Nanjing 210008,China ;2.Institute of M olecular Science ,Shanxi University ,T aiyuan 030006,China )Abstract In biological processes ,many proteins are located in biomembrane ,performing their biological activity ,from respiration to energy conversion in vivo .As a result ,the basic existing and functional form of protein is the one that can bear anis otropic stress.T o devise and study the structure ,mechanical and electrical Πelectrochemical properties of protein under anis otropic stress not only play an im portant role in understanding their bioactivity ,but can prom ote application of proteins in bioelectronic devices.The studies on protein electric properties by using a conducting atomic force microscope are reviewed.Under various anis otropic com pressions ,the protein m olecule is subjected to different reconstructions ,showing different electronic transportation behavior.On basis of the experimental observation ,one can estimate the biological activity of the protein m olecules.K ey w ords proteins ;electron trans fer ;QS AR ;conducting atomic force microscope ;bioelectrochemistry1 引言 蛋白质电子传递是光合作用和氧化呼吸作用的基础。
碳纳米管和碳微米管的结构_性质及其应用_刘剑洪
第 30 卷 第 1 期 2013 年 1 月
深圳大学学报理工版 JOURNAL OF SHENZHEN UNIVERSITY SCIENCE AND ENGINEERING
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Structure，property and application of carbon nanotubes and carbon microtubes
Liu Jianhong ，Wu Shuangquan，He Chuanxin，Zhuo Haitao， Zhu Caizhen，Li Cuihua，and Zhang Qianling
深圳市功能高分子重点实验室，深圳大学化学与化工学院，深圳 518060
要： 评述碳纳米管和碳微米管的结构 、性质及其应用，指出碳纳米管可看作是石墨烯片按照一定 的角度卷曲而成的纳米级无缝管状物 ，根据层数不同可分为多壁碳纳米管和单壁碳纳米管． 由于碳纳米管 摘 管壁中的碳原子采用的是 sp 杂化，因此碳纳米管沿轴向具有高模量和高强度， 可用于 增 强 复合材料 的 力 学性能; 而碳纳米管圆筒状弯曲会导致量子限域和 σ π 再杂化，这种再杂化结构 特点以 及 π 电 子 离域 结构 赋予了碳纳米管特异的光、电、磁、热、化学和力学性质; 碳纳米管的管 腔内部 是纳米级中 空 结构， 可作 为纳米级分子反应器和存储容器． 但碳纳米管的管 径尺寸太小、 表面缺陷 多、 团聚严重等问题 一 直影响着 碳纳米管在实际中的应用． 而碳微米管的出 现弥补了 其不 足， 碳微米管具有 与 碳纳米管 相似 的管状结构， 在保持纳米级管壁厚度的同时，能拥有微米级的管 径，巨大 的管壁 外表面， 相当 于一张微米级的石墨烯 网 状膜，因此碳微米管能同时拥有碳纳米管和石墨烯的 独特 物 理 和化 学 性 能． 通过对 碳微米管 各项 性 能 的 研 究表明，碳微米管的管壁具有规整的石墨烯结构，管 腔 具有微米级中 空 管结构， 有 较 高的 比 表面 积， 电学 和化学性能良好． 利用其优良的电学性能，它们能较好地 应用 在 量子 导 线 和 晶体 管 阵列; 同 时 利 用其 优良 的化学和电化学性能，也能广泛用于锂离子电池、超级电容器和储氢材料． 关键词： 电化学; 碳纳米管; 碳微米管; 石墨烯; 量子 导 线; 锂 离 子 电 池; 超 级 电容器; 储 氢 材料; 化学修饰 中图分类号： O 613 文献标志码： A doi： 10． 3724 / SP． J． 1249． 2013． 01001
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