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纳米有序体系的模板合成及其应用

无机化学学报 2002年第10期18卷 965-975页

作者：包建春徐正南京大学配位化学国家重点实验室南京师范大学化学与环境科学学院材料科学实验室南京210097

评述了以含有高密度的纳米柱形孔道的Al2O3膜和有机聚合物膜为模板,制备金属、合金、氧化物、半导体和聚合物及其复合组份的一维纳米结构有序阵列的几种方法、纳米结构的性质和应用的研究进展。可用于模板合成的方法有电化学沉积法、化... 详细信息

评述了以含有高密度的纳米柱形孔道的Al2O3膜和有机聚合物膜为模板,制备金属、合金、氧化物、半导体和聚合物及其复合组份的一维纳米结构有序阵列的几种方法、纳米结构的性质和应用的研究进展。可用于模板合成的方法有电化学沉积法、化学镀、化学聚合、化学气相沉积和溶胶-凝胶法等。取决于孔壁和所填充材料的化学性质,所得阵列既可以是由纳米管也可以是由纳米线组成。这样的有序阵列在光学、磁学、催化及电化学等领域有着重要的应用前景。制备新型复合纳米结构有序阵列、开展纳米器件的研制是模板合成研究领域的重要方向。

关键词：纳米有序体系多孔三氧化二铝模板合成纳米结构纳米材料氧化铝膜有机聚合物膜结构

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锂电池中的“锂键”效应

化学教育（中英文） 2023年第4期44卷 1-5页

作者：刘影吴勇包建春南京师范大学化学与材料科学学院江苏南京210023

由于广泛存在,氢键在化学领域备受重视。“锂键”具有类似于氢键的一些性质,但锂的金属性和相对较大的原子半径,又使得“锂键”具有自己独特的一些特征。在氢键的基础上,介绍了“锂键”的概念、结构特点及其在锂电池中的应用,有助于人... 详细信息

由于广泛存在,氢键在化学领域备受重视。“锂键”具有类似于氢键的一些性质,但锂的金属性和相对较大的原子半径,又使得“锂键”具有自己独特的一些特征。在氢键的基础上,介绍了“锂键”的概念、结构特点及其在锂电池中的应用,有助于人们深刻理解和应用“锂键”。考虑到“锂键”的新概念目前在化学教学中还较少涉及,期望今后可以适当增加“锂键”化学的相关知识,紧跟科技发展的潮流,进一步培养学生的科研创新意识。

关键词：锂键氢键锂电池化学教学

金属硫化物基钾离子电池负极:储存机制和合成策略

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物理化学学报 2022年第11期38卷 105-118页

作者：杜忆忱张壮壮徐一帆包建春周小四南京师范大学化学与材料科学学院南京210023

钾离子电池由于其低成本和丰富的钾矿产资源,在能量存储和转化领域极具应用潜力。金属硫化物理论容量高且材料种类丰富,在众多钾离子电池负极材料中表现突出。然而,金属硫化物存在的缺点,如导电性差、离子扩散率低、界面/表面传输动力... 详细信息

钾离子电池由于其低成本和丰富的钾矿产资源,在能量存储和转化领域极具应用潜力。金属硫化物理论容量高且材料种类丰富,在众多钾离子电池负极材料中表现突出。然而,金属硫化物存在的缺点,如导电性差、离子扩散率低、界面/表面传输动力学缓慢等,限制了其在储钾过程中的性能表现。在这篇综述中,我们系统的讨论和总结了金属硫化物作为钾离子电池负极的电化学反应机制、所面临的挑战和合成方法。其中,重点讨论了其常见的合成方法,包括模板法、溶剂热/水热法、固相反应法、静电纺丝法和离子交换法。这篇综述意在通过优化合成策略设计合成理想的组分和结构,来解决钾电负极材料存在的问题,最终得到高性能的钾离子电池负极材料。最后我们还对基于金属硫化物的钾离子电池负极的发展方向进行了展望。

关键词：储存机制合成方法挑战模板法水热/溶剂热法

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制备条件对金属纳米线阵列磁性的影响

材料研究学报 2002年第5期16卷 463-468页

作者：铁晨阳包建春徐正南京大学配位化学国家重点实验室

用电化学沉积方法在多孔Al2O3模板的孔道中制备了平均直径约为200 nm,长为60μm的磁性金属纳米线有序阵列. 电沉积电流密度较小时,制得的样品有较大的剩磁比和较强的矫顽力,并分别在 θ=90°和 30°达到极大值. 随着电流密度的增加,剩... 详细信息

用电化学沉积方法在多孔Al2O3模板的孔道中制备了平均直径约为200 nm,长为60μm的磁性金属纳米线有序阵列. 电沉积电流密度较小时,制得的样品有较大的剩磁比和较强的矫顽力,并分别在 θ=90°和 30°达到极大值. 随着电流密度的增加,剩磁比和矫顽力降低. 在电沉积过程中外加磁场对磁晶的取向产生重大影响,导致磁性金属纳米线有序阵列的矫顽力和剩磁比发生相应的变化.

关键词：制备条件金属纳米线阵列多孔Al2O3模板磁性电化学沉积

钙钛矿型Sr_（1－x）Bi_xFeO_（3－y）系列物的结构、电性及铁氧化态研究

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高等学校化学学报 1996年第12期17卷 1918-1921页

作者：倪行吴勇包建春杨民富南京师范大学化学系

在１１００℃制备了钙钛矿型非计量系列物Ｓｒ_（１－ｘ）Ｂｉ_ｘＦｅＯ_（３－ｙ），与文献相比，明显具有温度低、时间短、能耗少的特点。用化学分析方法测得其化学式及Ｆｅ离子的平均价态，用ＸＲＤ、交流阻抗、ＩＲ、Ｍｏｓｓｂａ... 详细信息

在１１００℃制备了钙钛矿型非计量系列物Ｓｒ_（１－ｘ）Ｂｉ_ｘＦｅＯ_（３－ｙ），与文献相比，明显具有温度低、时间短、能耗少的特点。用化学分析方法测得其化学式及Ｆｅ离子的平均价态，用ＸＲＤ、交流阻抗、ＩＲ、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱等方法研究了其结构与性质，该类化合物具有Ｐｍ３ｍ对称性和半导体性质，铁离子会产生电荷歧化现象。

关键词：钙钛矿型化合物半导体铁系化合物

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竹节状碳纳米管有序阵列的合成和表征

无机化学学报 2002年第11期18卷 1097-1100页

作者：包建春王克宇张宁徐正南京大学配位化学国家重点实验室南京师范大学化学系材料科学实验室南京210097

用1,4-偶氮二异丁基腈作碳源,以载有催化剂Co的多孔Al2O3膜作模板,用化学气相沉积法在较低温度(600℃)下方便地制得了单分散碳纳米管有序阵列。透射电子显微分析表明,所得碳纳米管的形态为竹节形状,端口是闭合的,这和同样用Al2O3膜作模... 详细信息

用1,4-偶氮二异丁基腈作碳源,以载有催化剂Co的多孔Al2O3膜作模板,用化学气相沉积法在较低温度(600℃)下方便地制得了单分散碳纳米管有序阵列。透射电子显微分析表明,所得碳纳米管的形态为竹节形状,端口是闭合的,这和同样用Al2O3膜作模板但以乙烯或乙炔作碳源热分解制得的中空碳纳米管的情形明显不同。对该纳米管的生成机理进行了初步探讨。

关键词：有序阵列合成表征碳纳米管化学气相沉积竹形状 1,4-偶氮二异丁基腈

镧系金属用于有机反应的研究──无水NdCl_3／萘锂体系与酮及异氰酸酯和异硫氰酸酯的反应

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高等学校化学学报 1995年第6期16卷 881-886页

作者：包建春贝浼智南京师范大学化学系

报道了无水ＮｄＣｌ３／萘锂体系与二苯酮、α，β－不饱和羰基化合物、异氰酸酯及异硫氰酸酯的反应。研究发现：无水ＮｄＣｌ３／萘锂体系可引发α，β－不饱和羰基化合物发生新奇的二聚环化反应得到互为异构体的环戊醇衍生物，与异氰... 详细信息

报道了无水ＮｄＣｌ３／萘锂体系与二苯酮、α，β－不饱和羰基化合物、异氰酸酯及异硫氰酸酯的反应。研究发现：无水ＮｄＣｌ３／萘锂体系可引发α，β－不饱和羰基化合物发生新奇的二聚环化反应得到互为异构体的环戊醇衍生物，与异氰酸酯或异硫氰酸酯反应则得到较高产率的相应的还原偶联产物草酰胺或硫代草酰胺。而在某些配体存在下，无水ＮｄＣ１３／萘锂体系与二苯酮作用时，有别于单纯的ＮｄＣｌ３／萘锂体系，反应选择性发生了明显的改变，主要得到二苯甲醇。

关键词：萘锂二苯酮异氰酸酯氯化铵镧系金属

锚定于富氮掺杂碳纳米纤维中的超细CoP和CoSb纳米颗粒用于高效钾离子存储

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Science China Materials 2022年第1期65卷 43-50页

作者：徐静宜赖晨玲段丽平张郁萱徐一帆包建春周小四 Jiangsu Key Laboratory of New Power Batteries Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional MaterialsSchool of Chemistry and Materials ScienceNanjing Normal UniversityNanjing 210023China

作为钾离子电池负极,过渡金属化合物由于其高可逆容量和合适的电压平台而受到研究人员的广泛关注.然而,这些材料通常具有较差的导电性和超过80%的体积膨胀.这些缺点往往会对电池的倍率性能和循环稳定性产生不利影响.在本文中,我们通过... 详细信息

作为钾离子电池负极,过渡金属化合物由于其高可逆容量和合适的电压平台而受到研究人员的广泛关注.然而,这些材料通常具有较差的导电性和超过80%的体积膨胀.这些缺点往往会对电池的倍率性能和循环稳定性产生不利影响.在本文中,我们通过静电纺丝、碳化和磷化(锑化)成功地将超细CoP和CoSb纳米颗粒封装到富氮掺杂的碳纳米纤维中.氮掺杂的碳纳米纤维有效防止了纳米颗粒聚集,缓冲了充放电过程中CoP和CoSb的体积膨胀,并提高了材料的导电性.因此,CoP/氮掺杂的碳纳米纤维(CoP/NCF)负极表现出优异的钾离子存储性能,包括335mAh g^(-1)的可逆容量、长循环性能(在1 A g^(-1)下经1000次循环仍能保持79.3%的初始可逆容量),以及在5 A g^(-1)下148mA h g^(-1)的优异倍率性能,超过了大多数已报道的过渡金属化合物基钾离子电池负极材料.

关键词：过渡金属化合物充放电过程倍率性能碳纳米纤维体积膨胀钾离子氮掺杂纳米颗粒

碳纳米管穿插的KFeSO_(4)F微球用作高性能钾离子电池正极

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Science Bulletin 2022年第21期67卷 2208-2215页

作者：廖家英胡乔杜忆忱李建波段丽平包建春周小四 School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

近年来,由于资源丰富且具有与锂离子电池相近的工作原理与性能,钾离子电池在大规模储能领域具有广泛的应用前景.在众多正极材料中,Fe基聚阴离子型电极材料由于其具有廉价、环保、结构稳定性好等优势,一直是研究热点.本文选取一种具有三... 详细信息

近年来,由于资源丰富且具有与锂离子电池相近的工作原理与性能,钾离子电池在大规模储能领域具有广泛的应用前景.在众多正极材料中,Fe基聚阴离子型电极材料由于其具有廉价、环保、结构稳定性好等优势,一直是研究热点.本文选取一种具有三维开放式结构的KFeSO_(4)F(KFSF)材料作为研究对象,针对该材料的热稳定性和电子导电性差的缺陷,采用溶剂热方法在较低温度下合成了不同形貌的KFSF正极,并通过对溶剂的筛选(以二甘醇为溶剂),获得了碳纳米管原位穿插的KFSF微球.二甘醇中醚基的强结合能降低了KFSF的成核和生长速率,使其能原位生长在碳纳米管上并交织组装成KFSF微球,改善了KFSF的电子导电性.该复合物在钾离子半电池和全电池中均表现出出色的性能,透射电子显微镜与理论计算等分析结果表明,该正极良好的电化学性能源于大量暴露的(100)晶面和碳纳米管在KFSF微球内的均匀互穿.

关键词：碳纳米管透射电子显微镜电子导电性成核和生长锂离子电池开放式结构原位生长二甘醇