TiCl4水溶液强水解合成Li4Ti5O12的研究
陕西省西安市2013届高三第一次质检理综试题
陕西省西安市2013届高三第一次质检理综试题可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na—23 S1-28 Cl-35.5 Ti-48 Fe—56 Cu-64第I卷（选择题共126分）一、选择题：本题共13小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列叙述中，不属于RNA功能的是A．细胞质中的遗传物质B．作为某些病毒的遗传物质C．具有生物催化功能D．参与核糖体的组成2．如图所示为某细胞进行某种生命活动前后几种生物膜面积的变化，在此变化过程中有可能合成A．呼吸酶B．胃蛋白酶C．性激素D． ATP3．下列叙述正确的是A．促性腺激素释放激素、抗利尿激素只能作用于垂体细胞B．过氧化氢酶通过为过氧化氢供能来提高化学反应速率C．Na+具有维持细胞外液渗透压的重要作用，神经元受到刺激时它将内流D．人突然受到寒冷刺激时，引起骨骼肌不自主的收缩而打寒颤，属于条件反射，该反射弧的神经中枢主要在下丘脑，而冷觉感觉中枢在大脑皮层4．根据右表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是A．TGU B．UGAC．ACU D．UCU5．已酰胆碱是可引起突触后膜兴奋的递质，某病人血液中含有对抗乙酰胆碱受体的抗体，该病人所患疾病及表现为A．自身免疫病、肌无力B．免疫缺陷病、痉挛C．免疫缺陷病、肌无力D．过敏反应、痉挛6．下列调查活动或实验中，实验所得数据与实际数值相比，可能偏大的是A．探究培养液中酵母菌种群数量时，从试管上层吸出培养液计数前没有振荡试管B．调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物没有打开电灯C．样方法调查草地中的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体D．标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落7．下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应，不能实现右图所示转化的是8．分子式为C4H10O并能发生酯化反应的有机物同分异构体有X种（不包括立体异构，下同），分了式为C5H10O并能发生银镜反应的有机物的同分异构体有y种，则x和y的关系为A．x=y B．x>y C．x<y D．无法确定9．化学上把连有4个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。
一种乙烯聚合用TiCl4／MgCl2催化剂的制备
二 氯 乙烷 ， 氯代 正 丁烷 ， 盐酸， 甲苯 ； Ｔ ｉ Ｃ １ ， 纯度
＞９ ９ ％：均 为分析纯 ， 北京 中联化工试 剂厂生产 。
Ｉ
无 水Ｍｇ Ｃ １ ， 纯度 ≥９ ９ ％； 正 己烷 ； 乙烯 ， 聚合级 ： 均 为 中国石油化工 股份有 限公 司催 化剂 北京燕 山
研究与开发
合成树脂及塑料， ２ ０ １ ４ ， ３ １ （ １ ） ： ８ ＣＨＩ ＮＡ Ｓ ＹＮＴＨＥＴＩ Ｃ ＲＥＳＩ Ｎ ＡＮＤ ＰＬＡＳ ＴＩ ＣＳ
一
种 乙烯聚合￣Ｔ ｉ Ｃ Ｉ ４ ／ Ｍｇ ＣＩ ２ 催化剂 的制备
于 鹏， 荣峻峰， 林伟 国， 周旭华
（ 中国石油化工股份有 限公司石油化工科学研究院， 石油化工催化材料与反应工程国家重点实验室， 北京市 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
文章 编号： １ ０ ０ ２ — １ ３ ９ ６（ ２ ０ １ ４） 叭一 ０ ０ ０ ８ — ０ ５ 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ５ ． １ ２ ； Ｔ Ｑ ４ ２ ６ ． ８ 文献标识码 ： Ｂ
在烯 烃 聚合用 负 载 型催 化剂 的各 种 载体 中 ，
Ｍ ｇ Ｃ １ ， 载 体是 迄今 为 止工业 上 应用 最多 的。 Ｍｇ Ｃ １ ， 在负载前 需进行 活化处 理 ，得到 活性Ｍｇ Ｃ １ ， 。 活性 Ｍｇ Ｃ １ ， 多用化学 方法制 备 ］ ， 主要是Ｍｇ Ｃ １ ， 醇合 物重
溶剂 和液体 有机 试剂 均是现 干燥 （ 用５ Ａ分 子筛 置 于溶 剂 中， 一 天后 ， 溶 剂可 以使用 ） 现用 ， 固体试
剂 直 接使 用 。 按 文 献 艮 道 的方法 合 成 氯化 烷 氧 基镁 醇合物 ［ Ｃ １ Ｍｇ （ Ｏ Ｒ）・ Ｒ Ｏ Ｈ ］ 载 体。 负载 型催 化剂 的制备 ：在带 有搅 拌及 回流冷
TiCl_4自生晶种水解法制备纳米二氧化钛_孙爱华
摘要:采用TiCl4自生晶种水解法制备纳米二氧化钛，研究了反应物的添加方式和浓度对二氧化钛粉体形貌和晶相的影响，制备了粒径20～30nm，分散性好的球状纳米二氧化钛。
用亚甲基蓝的光催化降解研究了最佳条件下所制备的二氧化钛粉体的光催化活性。
结果表明：该二氧化钛粉体对亚甲基蓝的光催化降解在100min内可达95％以上，具有较高的光催化活性。
关键词:纳米二氧化钛；晶种；水解中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1008-5548（2008）06-0044-05Preparation of Titania Nano-particles by Self-born Seed-hydrolysis of TiCl4Sun Aihua1，Guo Pengju1，Li Yong1，Cui Ping2，Zhang Xiaoliang3，Wang Xiaotian3(1.Institute of Solid State Physics，Chinese Academy of Sciences，Hefei，230031；2.Ningbo Institute of Material Technology&Engineering，Chinese Academy of Sciences，Ningbo315040；3.Zhejiang International Bidding Corporation，Ningbo315040，China)Abstract:Titania nano-particles were prepared by self-born seed-hydrol-ysis of TiCl4at90℃.The phase，size and morphology of these powders were characterized by X-ray diffraction and field emission scanning elec-tron microscopy.The experimental results showed that the optimum con-ditions were as follows:V(TiCl4)/V(H2O)=3/20(volume ratio)at the for-mation crystal seed stage，c[Ti4+]=0.8mol/L at the final solution.The mean size of the as-prepared particles obtained under the above optimum con-ditions was about20～30nm，well-dispersed，and the shape of particles was spherical.The photocatalysis property of as-prepared particles under the optimum condition was studied using spectrophotometer and spec-trometer.These results showed that the photocatalysis degradation rate of methylene blue could reach95%in the presence of TiO2nano-particles. Key words:titania nano-particles;crystal seed;hydrolysisTiO2作为一种重要的金属氧化物，由于具有良好的化学稳定性、热稳定性、优良的光学、力学和电学特性，在很多领域均有广泛的应用和潜在的应用价值，如功能陶瓷、化妆品、催化剂及传感材料等[1-8]。
2020年高考化学二轮专题《控温在工艺流程大题中的考查》
温度对试剂的挥发性和热稳定性、易水解、氧化性、还原性等性质的影响
反应物或生成物中含有醛类、酚类、含Fe（Ⅱ）的化合物、Na2S、 Na2SO3、KI以及信息中给出的易被氧化物质，温度过高可能更容易被氧化 ，所以控温的目的是防止其被氧化；
（2015江苏）实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛（实验装置 见下图，相关物质 的沸点见附表）。 步骤1：将三颈瓶 中的一定配比的无水AlCl3、1,2－二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至 60℃，缓慢滴加经H2SO4干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却； 步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有 机相用10%NaHCO3溶液洗涤；
控温在工艺流程大题中的考查
“首尾分析法”是解决化工流程题最常用的一种解题技巧。是通过 对比分析生产流程中的第一种物质（原材料）与最后一种物质（产品 ）之间的关系，理清生产流程中原料转化为产品的基本原理和除杂、 分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲答题的 方法。
（2020扬州调研）工业上以硫酸泥（主要含S、Se、Fe2O3、CuO、
粗品中含有TiCl4和 SiCl4以及少量微溶 的AlCl3和FeCl3
精馏时先控制低温蒸出SiCl4，再升高 温度蒸馏TiCl4，同时防止AlCl3蒸出
物质a为_S_i_C_l_4_，物质b为_T_i_C_l_4 ，温度T2应控制的范围为__1_3_6_～__1_8_1_℃___。
（2020人大附中）As2O3在医药、电子等领域有重要应用．某含砷元素（As ）的工业废水经如图流程转化为粗As2O3：
As(Ⅲ)→As(Ⅴ)→
As(Ⅲ)→
As2O3
结合沉砷原理，考查平衡移动
“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀，发生的主要反应有：
高中高三化学一轮复习 2.2发展中的化学电源精选课时练12高三2化学试题
然顿市安民阳光实验学校2.2发展中的化学电源（1）1、人造地球卫星用到的一种高能电池﹣﹣银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2↑，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣．据此判断氧化银是（）A．负极，被氧化 B．正极，被还原C．负极，被还原 D．正极，被氧化【答案】B【解析】根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还原；原电池中较活泼的金属做负极，另一电极作正极，发生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原．故选B．2、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A．Ag B．Zn（OH）2C．Ag2O D．Zn【答案】D【解析】在银锌二次电池中，根据反应：2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O，放电时为原电池，活泼金属做负极，失电子发生氧化反应，根据电极反应应为锌．故选D．3、如图是干电池构造示意图，下列说法错误的是（）A．最早使用的化学电池是锌锰电池，它是一次性电池B．电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e﹣C．锌锰电池即使不用，放置过久，也会失效D．锌锰干电池内的电解质NH4Cl可以换成HCl溶液【答案】D【解析】A．锌锰电池不能反复充电放电，是一次性电池，故A正确；B．Zn在负极失电子，逐渐溶解，则电池使用过程中，锌会逐渐溶解：Zn=Zn2++2e ﹣，故B正确；C．干电池中的电解质溶液易与锌反应减小电解质的量和电极材料的量，所以锌锰干电池即使不用，长久放置也会失效，故C正确；D．HCl溶液的酸性较强，能与Zn反应，把电解质NH4Cl可以换成HCl溶液会使锌桶被腐蚀，故D错误．故选D．4、燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它的原理是原电池原理，可进行能量的转换。
以CH4为燃料时，另一极通入氧气，以KOH为电解质溶液，产物为碳酸钾和水，二氧化碳的排放量比常规发电减少40%以上。
四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶种的影响因素 -回复
四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶种的影响因素-回复【四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶种的影响因素】是一个涉及化学合成技术和纳米材料研究的重要课题。
二氧化钛（TiO2）作为一种广泛应用于光催化、光电子学和生物医学等领域的材料，在纳米晶种尺寸的控制方面具有重要意义。
本文将从溶剂的选择、酸碱度、温度、配位剂和搅拌速度等方面进行讨论，探讨这些因素对四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶种的影响。
首先，溶剂的选择对水解法制备二氧化钛纳米晶种有重要影响。
常用的溶剂包括水、乙醇、异丙醇等。
溶剂的选择不仅影响到体系的物理性质，还能调控反应速度和纳米晶种的尺寸分布。
例如，使用乙醇作为溶剂可以促进反应的进行，同时得到较小尺寸的纳米晶种。
而使用水作为溶剂则会导致反应速度较慢，细小晶种较少。
因此，合适的选择溶剂对于制备具有优良性能的二氧化钛纳米晶种至关重要。
其次，酸碱度也是影响四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶种的重要因素。
通常情况下，通过调节酸碱度可以控制溶液中的Ti4+离子的水解速率。
较高的酸度会促进水解反应的进行，但也容易导致过度水解，从而生成较大的晶种。
较低的酸度则会使水解反应较为缓慢，生成的晶种较小。
因此，在制备过程中需要通过调节酸碱度，以控制晶种的尺寸和形貌。
温度是制备二氧化钛纳米晶种时不可忽视的因素之一。
温度影响了反应的速率和晶种的尺寸。
一般来说，较高的温度有利于提高反应速率，但过高的温度也会导致晶种的尺寸增加。
适当调节反应温度，可以控制纳米晶种的尺寸和形貌，实现所需的性能要求。
配位剂的添加也会对二氧化钛纳米晶种的形成产生影响。
配位剂可以通过在反应体系中增加溶液的粘度，改变晶体的形貌和尺寸分布。
此外，配位剂还可以调控二氧化钛纳米晶种的结晶相。
常用的配位剂包括无机阳离子、有机阳离子和表面活性剂等。
通过选择合适的配位剂和调节其浓度，可以改变晶种的生长速率和形貌，进一步优化合成过程。
最后，搅拌速度对制备二氧化钛纳米晶种也起到一定的影响。
TiCl_4为原料掺碳二氧化钛的可见光催化活性
TiCl 4 为原料掺碳二氧化钛的可见光催化活性肖逸帆，柳 松，张连军，陈安琪（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510640）摘 要：为拓展二氧化钛对可见光的响应，采用水解法和其它步骤制备了碳掺杂二氧化钛粉末。
用 X 射线衍射和紫外-可见光漫反射吸收光谱以及 X 射线光电子能谱对制备的样品进行了表征，对可见光照射下的光催化活性 进行了测试，并考察了光催化的重复性。
结果表明：碳掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强，在降解甲 基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性。
关键词：二氧化钛；光催化；碳掺杂；可见光 中图分类号：O 614.41+1文献标志码：A文章编号：1000–6613（2011）03–0562–05Visible light photocatalytic activity of carbon doped titania photocatalystprepared from TiCl 4XIAO Yifan ，LIU Song ，ZHANG Lianjun ，CHEN A n qi（School of Chemistry and Chemical Engineering ，South China University of Technolog y ，Guangzhou 510640，Gu angdo ng ，China ）Abstract ：In order to expand the optical response of titania into the visible light region ，carbon-dopedtitania powders were prepared by the hydrolysis method and other steps. The prepared samples were then characterized with XRD ，XPS and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. Moreover ，the photocatalytic activities of the samples in the visible light region were tested ，and the influences of different carbon resource on the photocatalytic activity were investigated. The doping of carbon led to an increase in optical absorption intensity in the visible light region ，which result in high visible light photocatalytic activity with carbon doped titania in the decoloration of methyl orange. Key words ：titania ；photocatalysis ；carbon doping ；visible light偶然发现，没有掺杂的样品也有光催化效果，从而 发现掺 C 二氧化钛的可见光活性。
TiCl4水解法制备高催化活性析氯钛阳极及其性能研究
m Vol.53 No. 7 Ju l. 2020TiCl4水解法制备高催化活性析氯钛阳极及其性能研究胡媛媛(江苏安凯特科技股份有限公司，江苏江阴214404)[摘要]低电位、长使用寿命的高性能催化钛阳极对氯碱行业的电解析氯工艺具有重要的作用。
采用四氣化钬 水解法，制备出了高催化活性的析氯用催化钦阳极，通过X射线衍射（X R D)、扫描电镜（SEM)和极化曲线分别对 阳极的物相结构、形貌、析氯电位和强化寿命等进行了表征。
结果表明：制备的钛阳极成分均匀，晶粒尺寸可达纳 米级，析氯电位低至1.08 V，表面纳米粘连结构的形成减小了表面裂纹的产生，减缓了钬阳极的钝化和老化，延长 了阳极的使用寿命，较传统的热分解法具有更高的性价比。
[关键词]钛阳极；TiCl4水解；纳米结构；催化活性[中图分类号]T G174 [文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2020)07-0046-03Preparation and Perform ance o f Titanium A node with H igh C atalytic A ctivity forC hloride E volution by TiC l4H ydrolysis M ethodHU Yuan-yuan(Jiangsu Ankaite Technology Co., Ltd., Jiangyin 214404, China)Abstract：High-performance titanium catalytic anode is important for the electrolysis chlorine process in chlor-alkali industry. TiCl4 hydrolysis method was used to prepare high-performance titanium catalytic anode for chlorine evolution. Subsequently, the phase structure, morphology, chlorine evolution potential and forced life of anode were analyzed by X - ray diffraction ( XRD) , scanning electron microscope ( SEM) and polarization curves. Results showed that the composition of the obtained titanium anode was uniform, and the size of crystal reached nanoscale, as well as the chlorine evolution potential declined to 1.08 V. Moreover, the formation of nano - stiction structure reduced the surface cracks, slowed down the passivation and ageing of titanium anode, and prolonged the service life, which presented better price - quality ratio than traditional thermal pyrolysis.Key words：titanium anode；TiCl4hydrolysis；nanostructure；catalytic activity〇前言氯碱电解技术就是电解食盐水生成氯气和烧碱，氯气可用于p v c等塑料的合成和制备消毒剂等;烧碱 在造纸、染料等加工方面广泛使用，是关系国民经济的 重要原料。
TiCl_4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响
TiCl 4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响陈东坡1,2张晓丹1,*魏长春1刘彩池2赵颖1(1南开大学光电子薄膜器件与技术研究所,光电子薄膜器件与技术天津市重点实验室,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300071;2河北工业大学信息功能材料研究所,天津300130)摘要:通过不同浓度的TiCl 4溶液水解,在光阳极导电玻璃(FTO)基底上制备了阻挡层薄膜,以此来抑制FTO表面的光生电子与I -3之间的复合反应,采用X 射线光电子能谱(XPS)和X 射线衍射分别测试了阻挡层薄膜的组成,用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和紫外-可见(UV-Vis)分光光度计测试了阻挡层的形貌和对光的透过率,在AM1.5和暗环境下分别测试了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能.实验结果表明:用此方法可以获得由TiO 2粒子组成的阻挡层薄膜;阻挡层薄膜的形貌随着TiCl 4溶液浓度的增加而改变,它的厚度随着TiCl 4溶液浓度的增加而增加;引入阻挡层后,FTO 对光的透过率都会下降;这一薄膜的引入可以提高电池的光电性能,用0.04mol ·L -1的TiCl 4溶液制备的阻挡层对暗电流的抑制作用最为明显,电池在AM1.5的条件下测试,转换效率最高达7.84%.关键词:染料敏化太阳能电池;阻挡层;TiO 2薄膜;暗电流;TiCl 4中图分类号:O644Effect of Blocking Layers Prepared by the Hydrolysis of TiCl 4Solution on the Photovoltaic Performance of a Dye-Sensitized Solar CellCHEN Dong-Po 1,2ZHANG Xiao-Dan 1,*WEI Chang-Chun 1LIU Cai-Chi 2ZHAO Ying 1(1Institute of Photo-Electronic Thin Film Devices and Technology of Nankai University,Tianjin Key Laboratory of Photo-ElectronicThin Film Devices and Technology,Key Laboratory of Opto-Electronic Information Science and Technology of Ministry of Education,Tianjin 300071,P .R.China ;2Institute of Information and Function Materials,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,P .R.China )Abstract:Blocking layer thin films were prepared on a conductive fluorine-doped tin oxide (FTO)substrate by the hydrolysis of TiCl 4solution with different concentrations.This blocked the recombination between photoelectrons and I -3.Blocking layer compositions were characterized by X-ray diffraction (XRD)and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).The surface morphology and transmittance were determined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)and UV-visible spectrophotometry.The photovoltaic performance of the dye-sensitized solar cells (DSSC)was measured under AM1.5illumination and under dark conditions.We found that the blocking layers were composed of TiO 2particles.Increasing the concentration of TiCl 4in solution leads to an increase in the blocking layer thickness.Apart from the increase in thickness,the morphology develops as the concentration increases.The transmittance of FTO decreases after the blocking layers deposit on the surface and the blocking layers prepared using 0.04mol ·L -1TiCl 4solution can suppress the dark current most efficiently and we thus obtained the highest power[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.⁃Chim.Sin .2011,27(2),425-431February Received:September 20,2010;Revised:December 12,2010;Published on Web:January 4,2011.∗Corresponding author.Email:xdzhang@;Tel:+86-138********.The project was supported by the National High Technology Research and Development Program of China (863)(2007AA05Z436,2009AA050602),National Key Basic Research Program of China (973)(2006CB202602,2006CB202603),National Natural Science Foundation of China (60976051),and New Century Program Foundation for Talents from the Ministry of Education of China (NCET-08-0295).国家高技术研究发展规划(863)(2007AA05Z436,2009AA050602),国家重点基础研究发展规划(973)(2006CB202602,2006CB202603),国家自然科学基金(60976051)及教育部新世纪人才计划(NCET-08-0295)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico ⁃Chimica Sinica425Vol.27Acta Phys.⁃Chim.Sin.2011conversion efficiency of7.84%under AM1.5illumination conditions.Key Words:Dye-sensitized solar cell;Blocking layer;TiO2thin film;Dark current;TiCl41引言染料敏化太阳能电池(DSSC)由于理论转换效率高、制作工艺简单、成本低、对环境友好和寿命长等特点,1成为了新一代太阳能电池研究中的热点.目前,采用液态电解质的染料敏化太阳能电池的光电转换效率虽然已经达到10%-11%,2-4但该类电池中的暗电流却影响了电池短路电流的进一步提高,进而影响了电池的转换效率,这成为DSSC在应用推广中的主要瓶颈.5在DSSC中,暗电流来源于TiO2导带中的电子与电解质、氧化钛染料之间的复合反应.但电子与氧化态染料分子之间的复合反应速率要比I-离子与氧化钛染料分子之间的反应速率小得多.所以电子与氧化钛染料分子之间的复合反应可以忽略掉,这样暗电流可以认为主要来自于光生电子与电解质中I-3之间的复合反应.6-8有研究小组认为这一暗反应主要发生在TiO2多孔膜中,因为他们发现来自于多孔在TiO2薄膜中的暗电流比来自于导电玻璃薄膜上的暗电流大.9-12后来Frank等人13通过IMIS分析发现I-3与光生电子之间的复合反应发生在FTO附近,并非TiO2薄膜中,Cameron和Peter14-16则认为导电薄膜上的光生电子和I-3间的复合反应是一个必须考虑的过程,此过程中形成的暗电流不能被忽略.因此,要提高电池的光电转化效率,必须抑制由导电玻璃上的光生电子与电解液中I-3之间所形成的暗电流,通常采用的方法是在导电薄膜和多孔TiO2薄膜之间引入一层薄的、致密的TiO2薄膜作为阻挡层.17这一阻挡层在固态DSSC中已被证明是特别有效的,18而在液态DSSC中是否有效目前还存在争论,不过近来的一些研究发现在液态DSSC中引入阻挡层后也能提高电池的光电性能.19-22制作阻挡层的方法通常有喷雾热分解法,23浸渍-提拉法,24旋涂法,7溅射法,25丝网印刷法17等.本文中,我们采用TiCl4水解法制备了阻挡层,阻挡层的形貌、厚度及对导电玻璃透过性能的影响通过TiCl4溶液的浓度来控制,然后讨论了它们对电池光电性能的影响,并给出最优前驱液浓度及沉积条件.2实验部分2.1阻挡层薄膜的制备先分别配制0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.20 mol·L-1的TiCl4(99.0%,天津市光复精细化工研究所)溶液,再将洗净的导电玻璃(日本NSG公司,15Ω·□-1,透过率≥84%)放入六个培养皿中,确保导电面朝上,然后往其中加入上述配好的TiCl4溶液,在70°C的条件下恒温加热30min,再将它们取出,分别用无水乙醇(≥99.8%,天津市科密欧化学试剂有限公司)和去离子水冲洗干净,再用氮气吹干,从而制备出具有不同厚度的阻挡层薄膜.2.2染料敏化太阳能电池的制备称取0.5g P25粉(Degussa)放入玛瑙研钵中,再称取0.109g EC N10、0.141g EC N50(EC为乙基纤维素, N10、N50代表粘度系数,天津爱勒易医药材料有限公司),用无水乙醇将其溶解后倒入研钵,使其与P25混合均匀,然后往其中加入松油醇(分析纯,天津化学试剂六厂提供),搅拌30min左右,得到所需粘度的浆料A,再分别称量0.454g200nm的TiO2、0.046 g10nm的TiO2、0.114g EC N50,用和配置浆料A相同的方法得到浆料B.将没有阻挡层和带有不同厚度阻挡层的导电玻璃放在工作台上,用刮涂法把浆料A均匀地涂敷在导电玻璃上,得到一定厚度的均匀薄膜.待自然晾干后再在上面用相同的方法刮涂浆料B,厚度控制在4μm左右,室温晾干后将其放入马弗炉中,经500°C保温30min,等薄膜降温至80°C后将其放入染料N719中浸泡24h,取出便得到电池的光阳极.用表面镀Pt的导电玻璃作为对电极,与浸完染料的光阳极进行封装,再加入电解质便构成了一个染料敏化太阳能电池.2.3主要仪器及性能测试阻挡层薄膜的表面形貌采用场发射扫描电子显微镜(FESEM,JEOL JSM26700)分析测试,阻挡层薄膜的透过率采用紫外-可见分光光度计(日本岛津公司,UV23600)分析计算.阻挡层薄膜的结构和物质组成采用DMAX22500型X射线衍射仪和Kratos Axis Ultra DLD型多功能电子能谱仪(英国)测定,电池在光照和暗态下的光电性能参数采用标准光源(标准氙灯模拟器,购于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,AM1.5)测试.426No.2陈东坡等:TiCl4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响3结果及讨论3.1阻挡层薄膜的XRD分析图1为不带和带有阻挡层薄膜的FTO的XRD图.从图1可以看出,没有制备阻挡层时,FTO薄膜表面出现6个衍射峰,对应的角度分别为:26.5°、34.0°、38.1°、51.8°、62.0°、65.0°,这符合SnO2的晶面:(110)、(101)、(200)、(211)、(310)、(301).用不同浓度的TiCl4处理以后,衍射峰并没有出现明显的偏移,只是强度稍微发生了一点变化,但不是很明显,原因是因为阻挡层薄膜很薄,同时采用了大角度进行测试,这样阻挡层薄膜的信息便不能反映出来,要确定阻挡层薄膜是由什么物质构成,还需要借助其它表征手段.263.2阻挡层薄膜的XPS分析为了解阻挡层的材料组分,我们选取了上述系列薄膜中两个代表性浓度的样品进行了XPS的测试分析(见图2).从图2(A,C)可以看出,O1s对应一个特征峰,这是因为O1s态的轨道角动量量子数为0,不会出现能级分裂,这一特征峰所对应的结合能在图2A和图2C中分别为530.28和530.51eV(标准TiO2谱图中,O1s态的主峰对应的结合能为530.00eV),所以薄膜中的氧以TiO2的形式存在.对比图2B 和图2D可以发现Ti2p态分裂为两个能级,主峰对应的结合能分布在458.60eV附近(标准TiO2谱图中,Ti2p态的主峰对应的结合能为458.70eV),由此可以得知阻挡层薄膜中的Ti也是以TiO2的形式存在.因此阻挡层薄膜中的物质是TiO2,与TiCl4溶液的浓度无关.3.3阻挡层的形貌图1不带和带有阻挡层薄膜的FTO的XRD图Fig.1XRD patterns of FTO without and with differentblocking layers2用0.04和0.20mol·L-1的TiCl4制备的阻挡层薄膜中O1s和Ti2p的XPS窄区扫描图Fig.2XPS narrow spectra of O1s and Ti2p peaks of blocking layers prepared by0.04and0.20mol·L-1TiCl4solutioncalibrated value:(A)2.080eV,(B)2.080eV,(C)2.029eV,(D)2.029eV427Vol.27 Acta Phys.⁃Chim.Sin.2011图3为未用TiCl4处理的FTO和用不同浓度的TiCl4在70°C的条件下处理30min制备的阻挡层的SEM图.由图3(a)可以看出,未用TiCl4处理的FTO 表面显示氧化锡晶体的形貌特征,它是由200-250 nm左右的粒子构成.图3(b)是用0.02mol·L-1的TiCl4处理以后得到的表面形貌图,从中可以看出一些小的氧化锡晶体颗粒被TiCl4水解生成的TiO2粒子所包围,一些大颗粒的棱角也由于TiO2粒子的沉积而变得稍微圆滑起来,但不是很明显,FTO原来的表面形貌特征还能清晰地显示出来,原因是TiCl4的浓度很低,单位时间内水解生成的TiO2粒子量很少,且主要沉积在氧化锡颗粒的交接处所致.随着TiCl4浓度的提高,水解所生成的TiO2粒子数量有所增加,这样就会有相对较多的TiO2粒子沉积在二氧化锡粒子表面,并将它们包裹起来,从而使得一些相对较大的二氧化锡粒子的棱角变得更加圆滑,这通过对比图3(b)和图3(c)可以很好地说明.随着TiCl4浓度的进一步增大,这一现象更加明显,而且FTO 表面的形貌特征也已经基本消失,此现象在图3(d, e)中能够得到更好的体现,此时水解生成的TiO2粒子已经将各种大小的二氧化锡颗粒彻底包覆,这些颗粒的形貌特征也基本上彻底消失,表面呈现出一些大小相对均匀的小球.当TiCl4的浓度变为0.10 mol·L-1时,这些小球的形貌开始变得模糊起来,小球和小球之间的凹槽被沉积的TiO2粒子逐渐填平,阻挡层薄膜的表面也变得平滑起来,继续加大TiCl4的浓度,这一现象更加明显,见图3(g),阻挡层薄膜表面的球形结构彻底消失,变得相当平整,因为当TiCl4的浓度增大到0.20mol·L-1时,水解生成的TiO2粒子数量就很大,其中的一部分以二氧化锡粒子为晶核生长,并将它们包裹起来,形成一些球状的团聚物,另一部分则沉积在这些小球之间的凹槽处,使得FTO的表面变得平滑起来.由此可知,用不同浓度的TiCl4处理导电玻璃确实能够在导电膜的表面形成一层薄膜.而且随着TiCl4溶液浓度的增加,这一薄膜的厚度也在增加.3.4阻挡层薄膜的透过分析电池工作时,光线从光阳极射入,所以我们必须考虑当引入阻挡层以后FTO对光的透过情况.图4为带有不同厚度阻挡层的导电玻璃的透过谱.从图4可以看出,FTO在没经过TiCl4处理时,光的透过性能最好,经过不同浓度的TiCl4处理以后,光的透过性能都略有下降,因为把导电玻璃放在TiCl4溶液中3未用TiCl4处理的FTO(a)和用不同浓度的TiCl4在70°C的条件下处理30min制备的阻挡层(b-g)的SEM图Fig.3SEM images for the bare FTO(a)and blocking layers(b-g)prepared by TiCl4solutions with differentconcentrations at70°C for30minc(TiCl4)/(mol·L-1):(b)0.02,(c)0.04,(d)0.06,(e)0.08,(f)0.10,(g)0.20图4带有不同厚度阻挡层的导电玻璃的透过光谱Fig.4Transmittance spectra of conductive glasses withdifferent blocking layer thicknesses428No.2陈东坡等:TiCl4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响时,TiCl4在70°C的条件下水解生成了TiO2,这些TiO2沉积在导电膜表面形成了一层致密的薄膜,从而使得导电玻璃的透过性能有所下降.因此,从透过率的曲线上也间接证明了TiO2阻挡层的存在.从图4中还可以看出,在用TiCl4处理过的导电玻璃中,用0.20mol·L-1的TiCl4处理过的导电玻璃的透过性能最差,这是因为当TiCl4的浓度增大到0.20mol·L-1以后,单位时间内水解生成的TiO2粒子数目就会变得很大,此时沉积到导电膜表面的TiO2粒子数目就会增多,水解相同的时间所形成的TiO2薄膜比较厚,这一现象从图3(g)中的扫描电镜图片中能得到很好的反应,所以透过性能最差.从图4还可以看出,当用0.02-0.10mol·L-1的TiCl4溶液处理导电玻璃时,导电玻璃对光透过性能的影响与处理之前相比差别不是很大,因此可以用0.02-0.10mol·L-1这一浓度范围的TiCl4溶液去处理导电玻璃来获得所需要的阻挡层,但是具体浓度为多少时对电池性能最为有利,仅从透过方面还不能得到确定的结果,还得借助于其它测试来确定.3.5阻挡层薄膜对电池光电性能的影响图5是没有阻挡层和具有不同厚度阻挡层的各种电池的电流密度-电压(J-V)曲线,表1是各种电池所对应的参数.没有引入阻挡层时,电池的短路流密度J sc=10.41mA·cm-2,开路电压V oc=0.78V,填充因子FF=0.56,所对应的转换效率为4.51%.在FTO 和二氧化钛多孔膜之间引入阻挡层以后,电池的短路电流和转换效率大幅提高,填充因子和开路电压也略有提高,这一现象在0.04mol·L-1TiCl4溶液中时体现得最为明显,此时J sc=16.60mA·cm-2,V oc=0.79V,FF=0.57,效率达到7.45%.这是因为当TiCl4的浓度比较低时,在导电玻璃表面沉积的TiO2粒子不能形成连续的薄膜,而是呈现一些网状结构,这些网状结构可以适当地抑制导电玻璃表面的电子与电解液中I-3的复合,从而使得短路电流和电池的效率随着TiCl4浓度的增加而增大,当TiCl4溶液的浓度增大到0.04mol·L-1时,在导电膜表面所沉积的阻挡层薄膜基本上连续且呈现出绒面结构的形貌,此时的透过性能在可见光范围内也比其它几种有阻挡层的导电玻璃要好.这从SEM和透过图中都能很好得体现,所以0.04mol·L-1时电池的短路电流和效率最高,当TiCl4的浓度超过0.04mol·L-1以后,电池的短路电流和效率都有所下降,尤其是在0.20mol·L-1时,电池的各种参数与没加阻挡层时相差不多.这主要是因为随着TiCl4浓度的增加,在导电膜表面所形成的阻挡层薄膜的厚度就会增加,这一方面使得光阳极对光的透过性能减弱,影响了染料对光的吸收,使得电池对光的捕获效率下降;另一方面,随着阻挡层厚度的增加,电子的传输路程就会变长,这样就增加TiO2膜中电子的复合几率,使流经外电路的电子数减少.这两方面的原因使得电池的短路电流和效率随着阻挡层厚度的增加而下降.3.6暗电流分析在染料电池中,暗电流来自于两部分,一部分是由FTO上的电子和电解液中的I-3复合产生,另一部分是由TiO2多孔膜中电子与电解液中的I-3复合产生,本实验中,除了阻挡层厚度不一样外,电池的其它制作工艺都相同,因此图6中暗电流主要是由I-3和FTO上的电子之间的复合反应引起.从图6可以看出,没加入阻挡层时,暗电流始端对应较低的开路电压,加入阻挡层后,暗电流始端对应的开路电压图5没有阻挡层和具有不同厚度阻挡层的各种电池的电流密度-电压(J-V)曲线Fig.5Current density-voltage(J-V)curves of DSSC without and with different thicknesses of blocking layers1没有阻挡层和具有不同厚度阻挡层的各种电池的光伏性能Table1Photovoltaic performance of DSSC without and with different thicknesses of blocking layersCell numberabcdefgJ sc/(mA·cm-2)10.4113.2016.6013.5112.6312.0811.78V oc/V0.780.790.790.780.790.760.78FF0.560.590.570.580.560.590.58Efficieny/%4.516.217.456.125.595.505.39c(TiCl4)/(mol·L-1):(a)0.00,(b)0.02,(c)0.04,(d)0.06,(e)0.08,(f)0.10,(g)0.20;FF:fill factor429Vol.27 Acta Phys.⁃Chim.Sin.2011增加了400多微伏,说明加入阻挡层以后电池的暗电流得到了很好的抑制.对比加入阻挡层的这些电池还可以发现用0.04mol·L-1的TiCl4溶液制备的阻挡层对暗电流的抑制效果最为明显,当浓度超过0.04mol·L-1后,阻挡层对暗电流的抑制作用随浓度的增加反而逐渐减弱,这是因为当TiCl4溶液浓度增加时,形成的阻挡层薄膜厚度就会增加,这样一方面增加了光生电子的传播路径,不利于电子的传输;另一方面阻挡层薄膜变厚时,阻挡层薄膜中的电子与I-3发生复合的区域也会增加,这两方面原因都会减弱阻挡层对暗电流的抑制作用.3.7染料电池转换效率的重复性分析在实验当中,通过一两次实验就想要得出一结论,这是不合理的,因为其中可能存在一些偶然性和不确定因素,所以对某次实验初步得出的结论进行多次验证便很必要.通过上述实验,我们总结出制备阻挡层最优的TiCl4浓度为0.04mol·L-1,沉积时间为30min,温度为70°C.在这一条件下,我们做了十块电池并对其进行测试,结果如图7所示,从中可以看出所有电池的效率都超过了6.20%,这十块电池的平均效率为6.92%.最高效率为7.84%.这一统计结果强有力地说明了采用0.04mol·L-1的TiCl4制备阻挡层可以获得重复性能好且效率较高的染料敏化太阳能电池.4结论用TiCl4水解法制备了阻挡层,通过实验研究我们发现,TiCl4溶液在70°C条件水解30min,可以得到TiO2粒子,并且水解产物不随前驱液浓度的改变而改变;用不同浓度的TiCl4溶液在导电玻璃上面制备阻挡层后,透过率都会下降,不过当TiCl4溶液浓度小于0.10mol·L-1时,差别不是很大,其中0.04 mol·L-1对应的透过性能最好;阻挡层的形貌和厚度会随着TiCl4溶液浓度的改变而改变,将不同浓度的TiCl4溶液制备的阻挡层用于染料电池后,发现电池的短路电流和转换效率都会提高,暗电流也比没有引入阻挡层时小得多,由0.04mol·L-1的TiCl4溶液所制备的阻挡层对暗电流的抑制作用最为明显,对应的电池效率也最高,达到7.84%.References(1)Huang,S.Y.;Schlichtholrl,G.;Nozik,A.J.J.Phys.Chem.B1997,101,2576.(2)Koo,H.J.;Kim,Y.J.;Lee,Y.H.;Lee,W.I.;Kim,K.;Park,N.G.Adv.Mater.2008,20,195.(3)Wang,Q.;Ito,S.;Grätzel,M.;Fabregat-Santiago,F.;Mora-Seró,I.;Bisquert,J.;Bessho,T.;Imai,H.J.Phys.Chem.B2006,110,25210.(4)Chiba,Y.;Islam,A.;Komiya,R.;Koide,N.;Han,L.Appl.Phys.Lett.2006,88,223505.(5)Zhang,Q.;He,Y.Q.Materials Review2008,28,95.(6)Frank,A.J.;Kopidakis,N.;van de Lagemaat,J.Coord.Chem.Rev.2004,248,1165.图6没有阻挡层和具有不同阻挡层的各种电池的暗态J-V曲线Fig.6Dark current density-voltage curves of DSSC without and with different blocking layers7染料敏化太阳能电池转换效率的重复性分析Fig.7Histogram depicting reproducibility of DSSCconversion efficiency430No.2陈东坡等:TiCl4水解法制备的阻挡层对染料敏化太阳能电池光电性能的影响(7)Ito,S.;Liska,P.;Comte,P.;Charvet,R.L.;Pechy,P.;Bach,U.;Schmidt-Mende,L.;Zakeeruddin,S.M.;Kay,A.;Nazeeruddin,M.K.;Grätzel,mun.2005,No.25,4351.(8)Yoo,B.;Kim,K.J.;Bang,S.Y.;Ko,M.J.;Kim,K.Journal ofElectroanalytical Chemistry2010,638,161.(9)Kay,A.;Grätzel,M.Chem.Mater.2002,14,2930.(10)van de Lagemaat,J.;Park,N.G.;Frank,A.J.J.Phys.Chem.B2000,104,2044.(11)Bisquert,J.;Garcia-Belmonte,G.;Fabregat-Santiago,F.;Ferriols,N.S.J.Phys.Chem.B2000,104,2287.(12)Pichot,F.;Ferrere,S.;Fields,C.L.;Gregg,B.A.J.Phys.Chem.B2001,105,1422.(13)Zhu,K.;Schiff,E.A.;Park,N.G.;Lagemaat,J.;Frank,A.J.Appl.Phys.Lett.2002,80,685.(14)Cameron,P.J.;Peter,L.M.J.Phys.Chem.B2005,109,930.(15)Cameron,P.J.;Peter,L.M.J.Phys.Chem.B2005,109,7392.(16)Cameron,P.J.;Peter,L.M.J.Phys.Chem.B2003,107,14394.(17)Liu,X.Z.;Huang,Z.;Li,K.X.;Li,H.;Li,D.M.;Chen,L.Q.Chin.Phys.Lett.2006,9,2606.(18)Karthikeyan,C.S.;Peter,K.;Wietasch,H.;Thelakkat,M.Sol.Energy Mater.2007,91,432.(19)Burke,A.;Ito,S.;Snaith,H.;Bach,U.;Kwiatkowski,J.;Grätzel,M.Nano Lett.2008,8,977.(20)Xia,J.B.;Masaki,N.;Jiang,K.J.;Yanagida,S.J.Phys.Chem.C2007,111,8092.(21)Xia,J.B.;Masaki,N.;Jiang,K.J.;Yanagida,S.Chem.Commun.2007,No.2,138.(22)Xia,J.B.;Masaki,N.;Jiang,K.J.;Yanagida,S.J.Phys.Chem.B2006,110,25222.(23)Kavan,L.;Grätzel,M.Electrochim.Acta1995,40,643.(24)Negishi,N.;Takeuchi,K.Sol-Gel Sci.Technol.2001,22,23.(25)Hattori,R.;Goto,H.Thin Solid Films2007,515,8045.(26)Dong,X.;Tao,J.;Li,Y.Y.;Wang,T.;Zhu,H.Acta Phys.-Chim.Sin.2009,25,1874.[董祥,陶杰,李莹滢,汪涛,朱宏.物理化学学报,2009,25,1874.]431。
高考化学：高考中化工流程题难点突破
（主要考虑溶解度） 降低因溶质的溶解而引起的损耗； 乙醇易挥发，有利于干燥，同时可防 止溶质与水反应生成结晶水合物。
➢结晶： 蒸发结晶 蒸发浓缩、冷却结晶 蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶 重结晶（提纯方法） 醇析 盐析
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高考中化工流程题难点突破
工业流程专题
1.以与工业生产和日常生活密切相关的物质 制备、分离和提纯为中心，
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试题特点：陌生度高、阅读量大、综合性强、区分度高
[例1] NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产 工艺如下：
循环利用：箭头指回为循环
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食盐水
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H2
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氯化氢 合成塔
二氧化氯 发生器
Cl2
ClO2
食盐水 CO2
CO2
合成氨厂
NH3
循环II 沉淀池
煅烧炉
NH3 母液
NaCl
（提取副产品）
Na2CO3
﹡﹡﹡﹡﹡建 模 ﹡﹡﹡﹡﹡
整体与局部意识 有高度 有深度
生产实际意识 有方向 答题要点意识 有模式
(二)过氧化钙的制备
CaCO3 稀盐酸、②煮沸、过滤滤液 氨水冰和浴双③氧水 过滤 白色晶体
（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量 固体，此时溶液呈_酸___性（填“酸”“碱”“中”）。将溶液煮 沸，趁热过滤。 将溶液煮沸的作用是_除__去__溶__液_中__溶__解__的__C_O_2_。 （4）步骤③中反应的化学方程式为______________________，
Li4Ti5O12(钛酸锂)锂离子电池负极材料研究评述
姓名：张广川学号：201020181034 班级：sj1054Li4Ti5O12（钛酸锂）锂离子电池负极材料研究评述张广川(河北工业大学材料科学与工程学院，天津 300130）摘要：介绍了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的优点、晶体结构、嵌锂机理和电化学特性。
对Li4Ti5O12的固相法、sol-gel法以及其他各种制备方法进行了讨论，结合动力电池的关键性能，如安全性能、循环性能、倍率性能以及低温性能，详细介绍了Li4Ti5O12作为锂离子动力电池负极材料在这几个方面的研究现状，并结合自制LiCoO2/ Li4Ti5O12系列电池就上述关键性能进行了研究。
并对其的应用前景进行了展望。
关键词：锂离子电池；负极材料；Li4Ti5O12；倍率性能；低温性能Research progress in Li4Ti5O12as anode material for Li-ion battery Chris Zhang(Materials department of science and engineering，hebei university of technology，tianjin 300130)Abstract：The research status of advantage,crystal structure,mechanism of lithium inserting and electrochemical properties of lithium titanate (Li4Ti5O12) as anode material for Li-ion battery are reviewed. And solid-state method,sol-gel method,as well as various other preparation methods for Li4Ti5O12 are discussed.And,the advance of Li4Ti5O12 used as the anode material for lithium ion power batteries was reviewed in terms of safety, cycleability, rate capability and low temperature performance. Furthermore, the investigations of LiCoO2/ Li4Ti5O12 batteries series in our labs were also discussed in detail.Key words： Li-ion battery； anode material；Li4Ti5O12；rate capability； low temperature performance1 引言随着全球资源的日益短缺，人们开始开发新型能源代替传统能源。
精制TiCl4残液水解处理应用分析
TiCl4精制残液水解处理应用分析黄子良（攀钢钛业公司海绵钛项目部，四川攀枝花 617063）摘要：本文研究了四氯化钛生产过程中对粗四氯化钛精制产生的蒸馏釜残液进行部分水解后回收TiCl的工艺，简要分析了该回收处理工艺的反应机理、特点及关键4控制点。
关键词：蒸馏残液；水解；回收Analysis of Application of Still Bottom Hydrolyzedduring Purifying TiCl4Huang Ziliang(T itanium Sponge Project of Titanium Industry Co., Ltd., of Panzhihua iron & steel groupcompany,Panzhihua 617063)Abstract：This paper researched the process of recycling of still bottom hydrolyzed during purifying TiCl4 in titanium tetrachloride production by chlorination of titaniferous charge., analyzed its mechanism and characteristics and the keys of the recycling process.Keywords：TiCl4；still bottom; hydrolysis; recycling1 前言四氯化钛是氯化法钛白生产或海绵钛生产的重要原料。
无论采用沸腾氯化工艺还是熔盐氯化工艺，在对来自氯化炉的混合气体进行收尘、冷凝处理后得到的粗四氯化钛液体中仍含有铁、铝、钒、铜、硅等的氯化物或氯氧化物杂质及氯气、氧气、氮气等气体杂质。
对于钛白生产和海绵钛生产而言，这些杂质都有不同程度的危害。
因此，必须对粗四氯化钛进行精制以除去有害杂质。
四氯化钛水解法制备二氧化钛纳米晶的影响因素
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江苏高三高中化学高考模拟带答案解析
江苏高三高中化学高考模拟班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________一、选择题1.下列做法与“保护环境”国策不符合的是A．提高臭氧浓度以改善空气质量B．提升矿物燃料的脱硫脱硝技术C．研发太阳能汽车代替燃油汽车D．开发不含氮、磷的洗涤清洁剂2.下列有关硫元素及其化合物的表示正确的是A．质子数为16、中子数为17的硫原子：B．硫离子(S2-)的结构示意图：C．二硫化碳分子的结构式：S=C=SD．硫化氢分子的电子式：3.下列说法正确的是A．分子式为C3H6O的有机化合物性质相同B．现在“点石成金”术石墨变成金刚石属于物理变化C．过氧化钠与水反应成1mol氧气转移4mol电子D．工业上冶炼铝时加入冰晶石的作用是降低氧化铝的熔融温度4.利用铝热反应可以焊接钢轨。
下列说法正确的是A．铝、氧化铝中铝元素微粒的半径r(Al3+)＜r(Al)B．工业上可用铝热反应的方法提取镁C．在铝热反应中化学能全部转化为光能D．在铝热反应中铁的还原性大于铝的还原性5.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X元素的单质可在自然界形成最硬的矿石，Y原子最外层有6个电子，Z元素的氧化物可做高温耐火材料且其最高价氧化物的水化物是难溶于水的碱性物质，W与X同主族。
下列叙述正确的是A．原子最外层电子数由少到多的顺序：X=W＜Y＜ZB．原子半径由大到小的顺序：r(W)＞r(X)＞r(Y)＞r(Z)C．元素非金属性由强到弱的顺序：X、Y、WD．元素的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：Y、X、W6.常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是A．在0.01mol•L-1Ba(OH)2溶液中：Na+、NH4+、NO3-、HCO3-B．使甲基橙变红色的溶液中：Mg2+、Fe2+、NO-3、Cl-C．含有苯酚的溶液中：K+、Cl-、Br-、Fe3+D．水电离的c(H+)=1×10-13mol•L-1的溶液中：K+、Na+、I-、SO42-7.下列实验操作正确的是A．用装置甲组装铜锌原电池B．用装置乙比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性C．配制1L0.010mol•L-1的纯碱溶液时用精度为0.1g的天平秤取1.06gNa2CO3D．中和滴定时，锥形瓶用蒸馏水清洗2次后不烘干就盛放一定量的待测稀盐酸8.下列指定反应的离子方程式正确的是A．用纯碱溶液溶解苯酚：CO32-+C6H5OH→C6H5O-+HCO3-B．用强碱溶液吸收工业制取硝酸尾气：NO+NO2+2OH-═2NO3-+H2OC．用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气：MnO2+4HCl(浓)Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2OD．向AlCl3溶液中滴加过量的氨水：Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O，电解液是硫酸溶液。
Li4Ti5O12的湿化学法合成及电化学性能表征
Li4Ti5O12的湿化学法合成及电化学性能表征李运姣;王轩宇;明宪权;徐仓;孔龙;李林;叶万奇;任苗苗【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(044)010【摘要】以TiCl4为原料,通过中和水解法合成嵌锂活性较高的无定形水合TiO2,然后将其与LiOH·H2O在水介质中湿法合成Li4Ti5O12前驱体.研究热处理温度对样品的物相组成、颗粒形貌及电化学性能的影响.运用热重-差热分析(TG-DTA)、X 线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流充放电测试等方法表征和测试Li4Ti5O12样品的物理性能和电化学性能.研究结果表明:湿化学法制备的Li4Ti5O12在750℃和800℃下热处理后都具有良好的尖晶石型结构:样品在750℃热处理6h后,颗粒分散,形貌较为规整,具有最佳的电化学性能:在1.0～2.5V的电压范围,0.1C倍率下首次放电比容量可达175.0 mA·h/g: 0.5C倍率下放电容量可达167.5 mA·h/g,经过60次循环后容量为163.0 mA·h/g,容量保持率为97.3％.【总页数】6页(P4006-4011)【作者】李运姣;王轩宇;明宪权;徐仓;孔龙;李林;叶万奇;任苗苗【作者单位】中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中信大锰矿业有限责任公司,广西南宁,530028;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TM912【相关文献】1.以Li2TiO3为原料合成Li4Ti5O12的机理和电化学性能 [J], 阚素荣;袁敏娟;刘菲;卢世刚2.中空Li4Ti5O12纳米材料的合成及电化学性能 [J], 王亚蕾;张立新;王瑗钟;邱皓扬3.高温固相法合成Li4Ti5O12及其电化学性能研究 [J], 于小林;吴显明;李叶华;丁心雄;陈上4.Rb掺杂Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料的合成及电化学性能 [J], SMOLIANOVA Inna;张聪聪;赵欣悦;张灵志5.湿化学法合成LiNiVO_4纳米粉体及其电化学性能 [J], 曹丽云;黄剑锋;吴建鹏;张国运;贺海燕;邓飞;马小波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
工艺流程题(选修)
【工艺流程题】1．【2017新课标1卷】（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。
TiOCl 形式存在，写出相应反应的离子方程式（2）“酸浸”后，钛主要以24__________________。
（3）TiO2·x H2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/℃3035404550TiO2·x H2O转化率%9295979388分析40 ℃时TiO2·x H2O转化率最高的原因__________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。
（5）若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=⋅，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=⨯⋅，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成？ （列式计算）。
FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为22241.310 1.010--⨯⨯、。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。
2．【2017新课标3卷】（15分）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr 2O 3，还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr 2O 3+Na 2CO 3+NaNO 3−−−→高温 Na 2CrO 4+Fe 2O 3+CO 2+ NaNO 2上述反应配平后FeO·Cr 2O 3与NaNO 3的系数比为_______。
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２结果与讨论
２．１ ＤＳＣ－ＴＧＡ分析 Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ，：前躯体的ＤＳＣ．ＴＧＡ曲线如图ｌ所示。 由图ｌ的ＴＧＡ曲线，可以将整个热处理过程分为
４个阶段。第一阶段为室温一２００℃，ＴＧＡ曲线急剧 下降，应为样品脱去吸附水和结晶水的过程，对应的 ＤＳＣ曲线在９８．３２℃处出现一个脱水吸热峰；当温度 达到２００℃时，失重率为１０．３３％。第二阶段为２００— ４００℃之间，该阶段主要是残余结晶水的脱出，ＴＧＡ曲 线变化很小，尤其是３００℃以后，ＴＧＡ曲线趋于水平； 然而，对应的ＤＳＣ曲线在３０５．２１ ｏＣ却出现一个放热 峰，这应该是Ｌｉ；Ｔｉ，Ｏ，：由无定形向尖晶石立方结构转 变的相变峰，这与文献［３］的结果相似。在前两个阶 段。失重大于１２．７７％，占总失重的９２．５％以上。在 ４００—８００℃的第三阶段，ＴＧＡ曲线变化非常小，相应 的ＤＳＣ曲线既无放热峰也无吸热峰，应为残存锂盐的
目前，商品化锂离子电池广泛采用的碳负极，由于 与金属锂的电极电位相近，存在安全隐患，如当电池过 充时，碳电极表面金属锂枝晶的形成易造成短路，因而 引起电池爆炸等。随着新型锂离子电池正极材料ＬｉＦｅ— Ｐ０４的应用和推广，寻找能与之匹配的碳负极替代材料 已成为当今锂离子电池研究领域的热门课题之一。
尖晶石型ＵＴｉ，Ｏ。：是目前倍受人们青睐的锂离子 电池负极材料之一【ｌ。４ Ｊ。其嵌锂电位较正（１．５５ Ｖ，ＶＳ Ｌ∥Ｌｉ＋），充放电过程中不易造成锂枝晶的析出；它的 插锂产物为岩盐相“，Ｔｉ５０ｍ因“，Ｔｉ５０。：和Ｌｉ。Ｔｉ，０１２ 晶格常数相近、结构相似，充放电过程中结构基本不发 生改变而具有优良的循环性能和使用寿命，被公认为 “零应变”材料”“Ｊ。现今，Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ．２的合成方法主要
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ＴｉＣｌ４ ａｎｄ ＬｉＯＨ·Ｈ２０ １ｔ８ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｉ（ＯＨ）６２‘ｗ嬲ｆｏｒｍｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｔ ａ ｈｉｇｈ ＬｉＯＨ ｃｏｎ— ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ Ｌｉ４Ｔｉ５０１２ ｗａｇ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｗｉｔｈ Ｌｉ＋ｂｅｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔｅｄ ｉｎｔｏ Ｔｉ－Ｏ ｏｃｔａｈｅｄｍｎ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｈｙ—
本文提出了一种制备ｕ。Ｔｉ，Ｏ。：的湿化学新方法， 以钛冶金工业的中间产物ＴｉＣＩ。为Ｔｉ源，以ＬｉＯＨ· Ｈ：Ｏ为中和水解诱导剂兼锂源，在碱性环境下，ＴｉＣＩ。 强烈水解，并在水解过程中使Ｕ＋嵌入Ｔｉ—Ｏ八面体 中，从而制备均匀分散的化合Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ，：前驱体，不须二 次配料，直接热处理即合成了尖晶石Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ舯同时， 含Ｕ滤液可产出副产品“Ｃｌ。
Ｔｈｅ ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｃｙｃｌｅ ｒｅａｃｈｅｄ １ ５８．８ ｍＡ·ｈ／ｇ ａｔ ０．１ Ｃ ｃｈａｒｇｅ—ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｒａｔｅ，ａｎｄ ｍａｉｎ— ｍｉｎｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ １ ３３．８ ｍＡ·ｈ／ｇ ａｆｔｅｒ ｅｌｅｖｅｎ ｃｉｒｃｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｉ·ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ；Ｓｐｉｎｅｌ Ｌｉ４Ｔｉ５ ０１２；ｆｏｒｃｅｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；ｗｅｔ－ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｌｉ４ Ｔｉ５ ０１２ ｂｙ Ｆｏｒｃｅｄ Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ＴｉＣｌ４
ＬＩ Ｙｕｎ－ｊｉａ０１，ＱＩＵ Ｗｅｎ—ｓｈｕｎｌ，ＸＩ Ｘｉａｏ．ｍｉｎ９２，ＣＨＥＮ Ｐａｎ－ｐａｎｌ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２． Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＭｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１２，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
是以ＴｉＯ：为原料的固相反应法、水热法及以钛有机化 合物为原料的ｓｏｌ－ｇｅｌ法。固相法虽具有工艺简单、产 能大的优点，但由于受合成条件（固相扩散）的影响， 所制备的材料往往成分不均匀，粒度分布宽且粒度粗， 加上受到原料ＴｉＯ：的结构与形貌限制，其结构和形貌 很难控制。与固相法相比，水热法制备的材料粒度为 纳米级且较均匀，但其设备复杂、昂贵。Ｓｏｌ－ｇｅｌＨ’８曲Ｊ 法制备的产物化学均匀性好、纯度高、粒度细，且易于 实现产物的掺杂改性，但其Ｔｉ源基本为有机醇盐，价 格昂贵，生产成本高，工业应用也受到限制。
采用ＪＳＭ一５６００ＬＶ型扫描电子显微镜（日本产） 观察样品的粒度及形貌。
采用武汉兰电电子有限公司生产的ＬＡＮＤ ＢＴＩ一 ４０电池程控测试仪对产物进行电化学性能检测。以 制得的样品作为正极活性物质，乙炔黑为导电剂，聚四 氟乙烯（ＰＶＤＦ）乳液（质量分数４０％）为粘结剂，三者 以８０：１２：８的质量比混合后，用刮刀将其涂于铝箔上， 干燥后作为正极片备用，以金属锂片为对电极，以１．０ ｍｏＬ／Ｌ ｕＰｒ．／ＥＣ＋ＤＥＣ（质量比１：１）为电解液，采用 Ｃｅｌｇａｒｄ ２４００隔膜，在充满氩气的手套箱中用自制的 模具组装成模拟电池。以０．１ Ｃ在室温下进行恒电流 充放电测试，充电截止电压为２．５ Ｖ，放电截止电压为
分布较均匀，平均粒径约为ｌ ｐｉｎ；在０．ｉ Ｃ充放电倍率下，首次可逆比容量达１５８．８ ｍＡ·ｈ／ｇ，１１次循环后，仍有１３３．８ ｍＡ·ｈ／ｇ。 关键词：锂离子电池；尖晶石ＵＴｉ，Ｏ．２；强水解；湿化学合成
中图分类号：０６４６；０６１４．１；ＴＭ９１２．９
文献标识码：Ａ
文章编号：０２５３—６０９９（２００９）０３－００７８—０４
ｄｒｏｌｙｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＤＳＣ．ＴＧＡ．ｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｈａｖｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ Ｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｐｕｒｅ Ｌｉ４Ｔｉ５ ０１２ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ
面体结构，从而直接得到尖晶石Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ．：：
．
５Ｔｉ（ｏＨ）６２一＋４ＬｉＯＨ叫
Ｌｉ４Ｔｉ５０１２＋１２Ｈ２０＋１００Ｈ一
（３）
由ＴｉＣＩ。水溶液一步中和水解合成Ｌｉ。Ｔｉ５０。：可用
如下总反应式表示：
５ＴｉＣＩ。＋２４ＬｉＯＨ—一
Ｌｉ４Ｔｉ５０１２＋２０ ＬｉＣｌ＋１２Ｈ２０
（４）
１．２ Ｌｉ。Ｔｉ５０１２合成
万方数据
第３期
李运姣等：ＴｉＣｌ４水溶液强水解合成ｕ４Ｔｉ５ ０１２的研究
洗涤，直接热处理合成了“。Ｔｉ，Ｏ∞由于产物未经洗 涤，不能排除Ｃｌ一的影响，极化严重，充放电电位平台 之差竟然高达０．６ Ｖ。高剑等人【Ｉ¨则在加有乙炔黑模 板的情况下，先合成含镍球形前驱体，然后再与锂盐二 次配料、进一步固相烧结制备Ｌｉ。Ｔｉ，Ｏ∽虽然合成球 形颗粒提高了产物的堆积密度及离子导电性，但合成 过程并未脱离固相反应，因而也未能克服固相扩散导 致产物成分、粒度分布不均匀的缺点，充放电循环比容 量在不停地下降；且其前驱体合成过程中产生的油水 混合物须经处理，才能达到环境要求而排放。’
矿冶工程
第２９卷
挥发和尖晶石结构的完善阶段。在８００～１ ０００ ｏＣ的 第四阶段，质量无损失，但于９３６．９６ ｏＣ和９５６．０６ ｏＣ处 出现两个小的吸热峰，据Ｇｅ她ｒｇｉｎａ Ｉｚｑｕｉｅｒｄｏ【１３］和 Ｋｌｅｙｋａｍｐ¨利等人的研究，９３６．９６℃应为口一Ｌｉ２Ｔｉ０３相 向ｙ－Ｌｉ２ＴｉＯ，转变的相变峰，而９５６．０６ ｏＣ则为尖晶石 ｕ。Ｔｉ，Ｏ。２向斜方锰矿型Ｌｉ：Ｔｉ，Ｏ，转变的相变峰。
采用日本理学Ｄ／ｍａｘ—ｒ Ａ Ｘ射线衍射仪分析原 料、前驱体及样品的物相成分。测试条件为：Ｃｕ靶Ｋ胡 辐射源（Ａ为１．５４０５６×１０一ｏ ｍ），石墨单色器，管流 １００ ｍＡ，管压５０ ｋＶ，扫描速度４０／ｒａｉｎ，步宽０．０１ ｏ，扫 描范围（２０）１００一８００。
采用美国ＴＡ公司ＳＤＴ Ｑ６０００型热重一差热分析 仪，在室温到１ ０００℃之间，以ｌＯ℃／ｍｉｎ的升温速率， 在氩气保护气氛下进行ＤＳＣ—ＴＧＡ分析。
ｂｙ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｔ ７００—８００ ｏＣ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＳＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｔｒｅａｔｅｄ ａｔ ８００℃ｆｏｒ ６ ｈｒｓ ｈａｄ ｇｏｏｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ａｂｏｕｔ １斗ｍ．
１实 验
１．１实验原理 Ｔｉ４＋很活泼，易于水解，暴露在空气中的ＴｉＣｌ。立
即水解并冒浓烟，若粘于杯壁则有些许蛋黄色沉淀生
成，随后沉淀会溶于水溶液，得到清亮透明的酸性
ＴｉＯＣｌ２溶液：
ＴｉＣｌ４＋Ｈ２０—一ＴｉＯＣｌ２＋２ＨＣＩ
（１）
在碱性条件下，ＴｉＯＣＩ：溶液中的Ｈ＋被ＯＨ一中和，
从而促使Ｔｉ４＋离子水解反应彻底进行，最终形成具有
摘要：在高ＬｉＯＨ浓度下，以ＴｉＣＩ．和ＬｉＯＨ·Ｈ：０为原料，水解并合成Ｔｉ（ＯＨ）。”，控制条件，让Ｉｊ＋嵌入Ｔｉ一０八面体中，直接合成
了ｂ。Ｔｉ，０，：前躯体。对粉体进行了ＤＳＣ—ＴＧＡ、ＸＲＤ分析，结果表明，热处理温度和时间对合成材料的组成和性能影响较大，在７００ —８００℃热处理前驱体即可得到纯尖晶石相Ｌｉ４Ｔｉ，０１２０ ＳＥＭ分析及电性能检测表明，经过８００ ｏＣ热处理６ ｈ的样品结晶度好，颗粒
第２９卷第３期 ２００９年０６月
矿冶 工程
ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ Ｍ眶ＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ