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水系锌离子电池LaF_(3)涂层对锌负极的改性研究

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人工晶体学报 2024年第6期53卷 1078-1085页

作者：刘雨秋杨娟李欣龙欢吴贤文吴湘思吉首大学化学化工学院湖南省高校科技创新团队吉首416000

氟化镧层是一种绝缘体,其耐腐蚀性和低极化有利于促进锌离子的扩散和抑制析氢,降低电极界面阻抗。本文采用旋涂法将沉淀法制备的氟化镧涂覆到商业锌片上,研究其对锌枝晶及全电池电化学性能的影响。结果表明:氟化镧涂层大幅降低了Zn^(2+... 详细信息

氟化镧层是一种绝缘体,其耐腐蚀性和低极化有利于促进锌离子的扩散和抑制析氢,降低电极界面阻抗。本文采用旋涂法将沉淀法制备的氟化镧涂覆到商业锌片上,研究其对锌枝晶及全电池电化学性能的影响。结果表明:氟化镧涂层大幅降低了Zn^(2+)的成核能垒和成核过电位。Zn@LaF_(3)对称电池在1.0 mA·cm^(-1)的电流密度下具有超长的循环寿命(超过3000 h)。Zn@LaF_(3)||VO_(2)全电池即使在大电流密度下循环3000次后仍保持75.8%的容量(116 mAh/g),远高于Zn||VO_(2)全电池(33 mAh/g)。氟化镧作为锌负极涂层,为无枝晶锌负极和高性能水系锌离子电池的构建提供了一种实用的方法。

关键词：锌离子电池锌金属负极氟化镧涂层循环寿命

磷酸钒锂/碳复合材料在锂离子电池中的电化学性能及电极反应动力学研究

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稀有金属与硬质合金 2024年第1期52卷 81-89,105页

作者：刘昊王瑜吴贤文吴燕萍胡孟婷蒋剑波吉首大学化学化工学院湖南吉首416000

相比于溶胶-凝胶法制备的Li_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C(LVP/C-S),采用水热超声辅助流变相法结合溶液沉积法制备的Li_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C(LVP/C-R)复合正极材料具有更优异的电化学性能。通过XRD、SEM和Raman光谱仪等对合成材料进行表... 详细信息

相比于溶胶-凝胶法制备的Li_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C(LVP/C-S),采用水热超声辅助流变相法结合溶液沉积法制备的Li_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)/C(LVP/C-R)复合正极材料具有更优异的电化学性能。通过XRD、SEM和Raman光谱仪等对合成材料进行表征。将合成材料作为锂离子电池正极组装半电池进行倍率和循环性能测试,同时通过循环伏安法、电化学阻抗以及恒流间歇滴定技术分析电极反应动力学。结果表明,水热超声辅助流变相法合成的Li_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)(LVP-R)通过溶液沉积法包覆碳层后,晶面间距增大,粒径更小,导电性、振实密度增大,分散性明显提升。这有利于Li^(+)在正极材料中嵌入/脱出,以及缩短Li^(+)的扩散路径,从而促使锂离子电池的倍率性能、库仑效率和循环稳定性提高。LVP/C-R作为锂离子电池正极材料,在0.1 C电流密度下表现出较高的初始放电比容量(160.12 mA·h/g),且在1 C倍率下循环200圈后放电容量保持率为89.16%,远高于LVP/C-S。此外,相比于LVP/C-S和LVP-R,LVP/C-R在锂离子电池中具有更大的Li^(+)表观扩散系数且动力学性能更优。

关键词：磷酸钒锂/碳锂离子电池正极材料流变相法溶液沉积法电化学性能 Li^(+)表观扩散系数

水系锌离子电池钒基正极材料储能机制、存在的问题及其改性策略

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稀有金属 2023年第3期47卷 399-424页

作者：张涛吴贤文蒋剑波向延鸿朱岭吴显明吉首大学化学化工学院湖南吉首416000 吉首大学物理与机电工程学院湖南吉首416000

中性或弱酸性体系下的水系锌离子电池(AZIBs)因高安全、低成本及高能量密度等特性成为近年来研究的热点。其中,备受关注的钒基化合物具有比容量高、结构灵活多样等优点在AZIBs领域展现出了广阔的市场应用前景。主要总结了钒基材料的4种... 详细信息

中性或弱酸性体系下的水系锌离子电池(AZIBs)因高安全、低成本及高能量密度等特性成为近年来研究的热点。其中,备受关注的钒基化合物具有比容量高、结构灵活多样等优点在AZIBs领域展现出了广阔的市场应用前景。主要总结了钒基材料的4种反应机制并叙述了钒基正极材料在AZIBs中的研究进展,在AZIBs中,Zn^(2+)有着较大的离子半径,随着循环的进行Zn^(2+)不断嵌入/脱出,引起材料结构的变化,从而导致活性物质从导电集流体上脱落,严重影响电池的循环寿命;钒基材料本身的导电性能较差,不利于电子的转移;钒基材料在AZIBs中的电压窗口比较窄。针对这些问题,主要从离子和分子预嵌、表面修饰和复合材料制备、缺陷设计及金属离子掺杂、自支撑电极结构设计、电解液优化等5个方面进行了总结,并对未来AZIBs钒基正极材料的研究方向进行了总结与展望。

关键词：水系锌离子电池(AZIBs) 正极材料钒基化合物电化学机制客体预嵌

Al^(3+)预嵌(NH_(4))_(2)V_(10)O_(25)·8H_(2)O正极材料在水系锌离子电池的应用

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精细化工 2022年第2期39卷 282-287,336页

作者：张涛周坤蕃阳思念李玉婷向延鸿吴贤文吉首大学化学化工学院湖南吉首416000 吉首大学物理与机电工程学院湖南吉首416000

以NH_(4)VO_(3)为钒源、二水合草酸(C_(2)H_(2)O_(4)·2H_(2)O)为还原剂,采用水热法合成了(NH_(4))_(2)V_(10)O_(25)·8H_(2)O(NVO)纯相,以Al(NO_(3))_(3)·9H_(2)O为铝源对材料进行层间Al^(3+)预嵌改性得到Al^(3+)预嵌的(NH_(4))_(2)V_(10)O_(25)·8H_(2)O(Al-6NVO)材料,通过XRD、SEM、TEM以及EDS对材料进行了表征,采用恒流充放电、循环伏安及恒电流间歇式滴定技术对其电化学性能进行了测试。结果表明,Al^(3+)均匀分散于材料中,Al^(3+)预嵌使材料形貌由密集堆叠的片状结构向更细小更分散的纳米片状结构转变。Al^(3+)预嵌能有效提高材料的比容量、倍率性能及循环稳定性能。Al-6NVO在0.5 A/g电流密度下首次放电比容量为329 m A·h/g,经过100次循环,比容量为252 m A·h/g。在2.0 A/g电流密度下,经过1200次循环容量仍可达122.8 m A·h/g,容量保持率高达94.6%。通过不同扫描速率下的循环伏安及赝电容计算,层间预嵌Al^(3+)有效提高了Zn^(2+)的扩散动力学,改善了材料的电化学性能。

关键词：水系锌离子电池水热法电化学性能正极材料钒酸铵功能材料

钠离子电池复合负极材料MoSe_(2)@N,P-C的合成与性能研究

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Journal of Central South University 2022年第9期29卷 2991-3002页

作者：彭涛罗玉红汤林波贺振江闫澄毛景代克华吴贤文郑俊超 School of Metallurgy and Environment Central South UniversityChangsha 410083China National Engineering Research Center of Low-carbon Nonferrous Metallurgy (Central South University)Changsha 410083China Engineering Research Center of Ministry of Education for Advanced Battery Materials Central South UniversityChangsha 410083China School of Mechanical Medical and Process EngineeringQueensland University of TechnologyBrisbaneQueensland 4001Australia School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhou 450001China College of Chemistry Tianjin Normal UniversityTianjin 300387China School of Chemistry and Chemical Engineering Jishou UniversityJishou 416000China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

在钠离子电池体系中,基于转化反应机理的负极材料具有极高的比容量。然而,这类材料的结构稳定性差,可能出现结构坍塌,限制其应用。本文采用水热法,合成了MoSe_(2)@N,P-C复合材料,作为钠离子电池负极材料。以有机溶剂作为插层剂,扩大MoSe... 详细信息

在钠离子电池体系中,基于转化反应机理的负极材料具有极高的比容量。然而,这类材料的结构稳定性差,可能出现结构坍塌,限制其应用。本文采用水热法,合成了MoSe_(2)@N,P-C复合材料,作为钠离子电池负极材料。以有机溶剂作为插层剂,扩大MoSe_(2)纳米片的层间距,从而提升其导电能力,并在后续烧结过程中引入碳源,使MoSe_(2)表面形成独特的碳层,实现纳米材料的表面杂化。这种方法制备的MoSe_(2)@N,P-C复合材料表现出优异的倍率性能,在大电流密度下进行充放电仍能维持其结构稳定。在0.5 A/g恒定电流密度下循环100圈后,其放电容量达302.4 mA·h/g,容量保持率为84.96%。

关键词：钠离子电池 MoSe_(2) 负极材料原子掺杂电化学性能

通过TEMPO增强脱氢和OH吸附促进中性电解质中5-羟甲基糠醛的电催化氧化

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第3期46卷 148-156页

作者：王洪芳徐雷涛吴景程周鹏陶沙沙逯宇轩吴贤文王双印邹雨芹湖南大学化学化工学院先进催化教育部工程研究中心化学生物传感与计量学国家重点实验室湖南长沙410082 吉首大学化学化工学院湖南吉首416000

生物质衍生物的电催化转化为可持续能源的增值利用提供了一条绿色高效的途径.例如,由5-羟甲基糠醛(HMF)氧化可得到生物基聚酯前驱体2,5-呋喃二甲酸(FDCA),对于缓解化石资源带来的能源危机和环境问题具有重要意义.目前,HMF的电催化氧化... 详细信息

生物质衍生物的电催化转化为可持续能源的增值利用提供了一条绿色高效的途径.例如,由5-羟甲基糠醛(HMF)氧化可得到生物基聚酯前驱体2,5-呋喃二甲酸(FDCA),对于缓解化石资源带来的能源危机和环境问题具有重要意义.目前,HMF的电催化氧化通常在强碱性(pH>13.5)溶液中进行,但是容易产生难以分离的腐殖质,影响FDCA的工业利用.另外,强碱性介质还存在腐蚀安全隐患、设备维护成本高等问题.中性反应条件有助于改善上述问题,但是缺乏亲电氧物种(例如OH-),HMF和催化剂的活化困难,难以得到高附加值产物FDCA.目前,针对中性介质中HMF的电催化氧化研究少有报道,急需明晰中性介质中HMF的催化机理,并开发中性条件下具有高活性的催化剂体系.本文利用均相催化剂2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)和Co_(3)O_(4)电极,对HMF进行中性条件下电催化氧化,1.55 VRHE条件下反应1.5 h,以接近100%转化率获得产物FDCA,产率大于99%.而在无TEMPO的条件下,HMF在Co_(3)O_(4)电极上转化率小于2%.原位红外等实验测试及理论计算结果表明,低电位(1.10 VRHE)下形成的TEMPO+阳离子的活化能显著减低HMF,通过脱氢作用选择性生成中间产物2,5-二甲酰基呋喃(DFF),对调控HMF的氧化路径、促进中性介质电催化氧化起到关键作用.原位X射线光电子能谱和电化学阻抗等结果发现,TEMPO存在时,1.35 V后,在含有高价态Co^(3+)/^(4+)的Co_(3)O_(4)电极上出现更多的水以及OH吸附物种,并导致HMF的氧化电流密度以及FDCA的转化率显著增加.理论计算结果表明,TEMPO自由基与水分子存在较强的氢键作用,有利于促进水活化提供OH.然而,低电位(1.25 V)以Co_(3)O_(4)为电极,或高电位(1.55 V)以泡沫镍为电极,即使添加TEMPO,电极上没有出现相应的OH吸附行为和电化学活性提升现象.因此,活性的Co_(3)O_(4)电极对于协同水的解离形成OH具有重要作用,二者共同作用下,水活化解离形成Co^(3+)/^(4+)-(OH)_(ads)活性中心.在中性溶液中,亲电氧物种OHads提供氧源,促进DFF等甲酰基中间体进一步氧化转化为FDCA.综上,本文加深了对中性介质中HMF的电催化氧化机制的理解,对设计类似电催化剂体系有借鉴作用.

关键词： 5-羟甲基糠醛电催化氧化 2 2 6 6-四甲基哌啶-1-氧基中性电解中性电解质生物质电催化

幕墙中不锈钢自攻螺钉抗剪承载力设计值的计算方法

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建筑科学 2016年第3期32卷 31-34页

作者：吴贤文奥雅纳工程咨询(上海)有限公司上海200031

不锈钢自攻螺钉是幕墙中铝型材横梁与立柱间连接的主要材料,但现行规范没有明确它的抗拉、抗剪承载力设计值,这给设计时连接强度的验算带来很大不便。本文根据不锈钢材料自身强度的内在关系,建立了不锈钢自攻螺钉横截面上破坏剪切力与... 详细信息

不锈钢自攻螺钉是幕墙中铝型材横梁与立柱间连接的主要材料,但现行规范没有明确它的抗拉、抗剪承载力设计值,这给设计时连接强度的验算带来很大不便。本文根据不锈钢材料自身强度的内在关系,建立了不锈钢自攻螺钉横截面上破坏剪切力与破坏扭矩间的关系式,并在分析试验数据、确定安全系数基础上,给出了利用规范规定的最小破坏扭矩计算奥氏体不锈钢自攻螺钉抗剪承载力设计值的方法。文中给出的几种常用规格的奥氏体不锈钢自攻螺钉抗剪承载力设计值,方便了幕墙连接设计中的强度验算,具有一定的参考价值。

关键词：幕墙奥氏体不锈钢自攻螺钉最小破坏扭矩抗剪承载力设计值

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内热式回转窑中温煅烧超细高岭土实践

非金属矿 2007年第Z1期30卷 40-,43页

作者：吴贤文安徽省雪纳非金属材料有限责任公司安徽萧县235292

内热式回转窑中温(950℃～1050℃)煅烧超细高岭土工艺技术,成熟、国内先进,代表着超细高岭土煅烧技术的发展方向。这种煅烧技术能耗低、产量高,产品经脱水、脱碳增白,性能稳定,可用于造纸及涂料等工业领域。

关键词：内热式回转窑中温煅烧超细高岭土脱碳增白

“课堂内外、线上线下”一体化教学模式探索与实践——以物理化学课程教学为例

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高教学刊 2023年第5期9卷 101-104,108页

作者：刘文萍陈上吴贤文李佑稷吉首大学化学化工学院湖南吉首416000

在物理化学课程教学中,坚持“以学生为主体,教师为主导”的教学理念,遵循“高阶性、创新性和挑战度”的金课标准,通过教学资源、教学内容、教学手段和考评体系等多方位改革创新,建立“课堂内外、线上线下”一体化教学模式,激发学生的学... 详细信息

在物理化学课程教学中,坚持“以学生为主体,教师为主导”的教学理念,遵循“高阶性、创新性和挑战度”的金课标准,通过教学资源、教学内容、教学手段和考评体系等多方位改革创新,建立“课堂内外、线上线下”一体化教学模式,激发学生的学习兴趣,培养学生解决实际问题的综合能力,强化学生的创新意识,从而促进学生知识、能力、素质协调发展,教学效果提升显著。

关键词：物理化学线上线下一体化教学教学模式教学实践