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Double spatial confinement on ruthenium nanoparticles inside carbon frameworks as durable catalysts for a quasi-solid-state Li–O_(2) battery

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Carbon Energy 2023年第8期5卷 114-125页

作者： Meiling Wang Ying Yao Feiyang Yang Zhenwu Tang Jingjie Ren cunzhong zhang Feng Wu Xiangke Wang Beijing Key Laboratory of Environmental Science and Engineering School of Materials Science&EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijingChina Beijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center ChongqingChina College of Life and Environmental Sciences Minzu University of ChinaBeijingChina College of Environmental Science and Engineering North China Electric Power UniversityBeijingChina

The rational design of large-area exposure,nonagglomeration,and longrange dispersion of metal nanoparticles(NPs)in the catalysts is critical for the development of energy storage and conversion *** attention has been focused on modulating and developing catalyst interface contact engineering between a carbon substrate and dispersed ***,a highly dispersed ultrafine ruthenium(Ru)NP strategy by double spatial confinement is proposed,that is,incorporating directed growth of metal–organic framework crystals into a bacterial cellulose templating substrate to integrate their respective merits as an excellent electrocatalytic cathode catalyst for a quasi-solid-state Li–O_(2) *** porous carbon matrix with highly dispersed ultrafine Ru NPs is well designed and used as cathode catalysts in a Li–O_(2) battery,demonstrating a high discharge areal capacity of 6.82 mAh cm^(–2) at 0.02 mA cm^(–2),a high-rate capability of 4.93 mAh cm^(–2) at 0.2 mA cm^(–2),and stable discharge/charge cycling for up to 500 cycles(2000 h)with low overpotentials of~1.4 *** fundamental understanding of the structure–performance relationship demonstrates a new and promising approach to optimize highly efficient cathode catalysts for solid-state Li–O_(2) batteries.

关键词： bacterial cellulose cathode materials metal-organic frameworks Ru nanoparticles solid-state Li-O_(2)batteries

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Surface modification of the TiO2 particles induced by γ irradiation

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Nuclear Science and Techniques 2013年第B12期24卷 33-37页

作者： LI Zhi QI Xiangzhi GE Xueping YANG cunzhong FANG Bin zhang Weidong YANG Xiangmin Institute of Nuclear Radiation Application School of Science East China University of Science and Technology Shanghai 200237 China

The surface of anatase TiO2 was modified by maleic andydride (MAR) gamma radiation. The properties of surface modified TiO2 were investigated by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR), X-ray photoelectron spectrum (XPS), thermal gravimetric analysis (TGA), as well as transmission electron microscopy (TEM). The results suggest that the MAH anchored on the surface of TiO2 through chemical bonding and the grafting ratio was approximately 2.7%. TEM image revealed that the modified particles had good dispersibility and compatibility with N,N-Dimethylformamide(DMF), which facilitated to hinder the aggregation of TiO2 particles.

关键词：二氧化钛粒子表面修饰傅里叶变换红外光谱 X射线光电子能谱 N-二甲基甲酰胺 TiO2颗粒透射电子显微镜诱导

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Evolution of the porous structure for phosphoric acid etching carbon as cathodes in Li–O_(2) batteries:Pyrolysis temperature-induced characteristics changes

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Carbon Energy 2024年第1期6卷 172-181页

作者： Feiyang Yang Ying Yao Yunkai Xu Cong Wang Meiling Wang Jingjie Ren cunzhong zhang Feng Wu Jun Lu Beijing Key Laboratory of Environmental Science and Engineering School of Materials Science and EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijingChina Beijing Institute of Technology Chongqing Innovation Center ChongqingChina College of Chemical and Biological Engineering Zhejiang UniversityHangzhouChina

Although biomass-derived carbon(biochar)has been widely used in the energy field,the relation between the carbonization condition and the physical/chemical property of the product remains ***,we revealed the carbonization condition's effect on the morphology,surface property,and electrochemical performance of the obtained *** open slit pore structure with shower-puff-like nanoparticles can be obtained by finely tuning the carbonization temperature,and its unique pore structure and surface properties enable the Li–O_(2) battery with cycling longevity(221 cycles with 99.8%Coulombic efficiency at 0.2 mA cm^(−2) and controlled discharge–charge depths of 500 mAh g^(−1))and high capacity(16,334 mAh g^(−1) at 0.02 mA cm^(−2)).This work provides a greater understanding of the mechanism of the biochar carbonization procedure under various pyrolysis conditions,paving the way for future study of energy storage devices.

关键词： biomass Li-O_(2) battery oxygen catalysts porous carbon temperature parameters

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氧还原反应中的银基催化剂

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化学学报 2013年第8期71卷 1101-1110页

作者：张栋张存中穆道斌吴伯荣吴锋北京理工大学化工与环境学院北京100081 国家高技术绿色材料发展中心北京100081

本工作较为全面地归纳了氧还原反应中使用的各种银基催化剂:纯银、碳载银、银复合催化剂、银合金和银-过渡金属氧化物;分别论述了它们的主要发展动态、优缺点和可能的研究方向、催化机理,并对国内外主要的研究成果进行了对比分析.鉴于... 详细信息

本工作较为全面地归纳了氧还原反应中使用的各种银基催化剂:纯银、碳载银、银复合催化剂、银合金和银-过渡金属氧化物;分别论述了它们的主要发展动态、优缺点和可能的研究方向、催化机理,并对国内外主要的研究成果进行了对比分析.鉴于银合金、银复合催化剂的催化机理研究较为深入,还着重论述了它们的研究发展状况,同时对比了不同学者提出的催化机理、催化剂构效关系.此外,简要阐述了银基催化剂的合成路线:化学还原法、电沉积法和高温煅烧等,并介绍了各合成路线对催化剂的形貌、成分、催化活性产生的影响.最后,对银基催化剂的研究现状进行了小结并指出其今后可能的应用领域,展示出良好的应用前景.

关键词：银催化剂碱性溶液氧还原反应催化机理

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高铁酸钠在二氧化锡-三氧化二锑/钛电极上的电化学行为研究

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无机盐工业 2006年第9期38卷 25-27页

作者：章谚张存中吴锋北京理工大学化工与环境学院北京100081

采用优化热处理温度的二氧化锡-三氧化二锑/钛电极和循环伏安法,研究了不同温度时高铁酸钠的电化学行为,得到相应的电化学参数。实验表明电极优化后能有效降低FeO42-/FeO2-体系氧化还原反应的超电势,具有良好的电催化性能,反应表观活化... 详细信息

采用优化热处理温度的二氧化锡-三氧化二锑/钛电极和循环伏安法,研究了不同温度时高铁酸钠的电化学行为,得到相应的电化学参数。实验表明电极优化后能有效降低FeO42-/FeO2-体系氧化还原反应的超电势,具有良好的电催化性能,反应表观活化能为25.53 kJ/mol,铁(Ⅴ)是FeO42-/FeO2-体系的中间态物种,容易快速歧化生成铁(Ⅵ)和铁(Ⅲ)。

关键词：高铁酸钠二氧化锡-三氧化二锑/钛电极活化能循环伏安

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量子化学方法在锂离子电池电解液研究中的应用

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化学通报 2010年第10期73卷 868-871页

作者：杨春巍吴伯荣吴锋张存中北京理工大学化工与环境学院北京100081

总结了近年来量子化学方法在锂离子电池电解液研究中的应用进展,阐述了量子化学方法在新型锂盐设计、功能添加剂作用机理分析和电极/电解液界面膜的形成过程研究中发挥的作用,对其用来设计锂离子电池电解液功能分子作出展望。

关键词：量子化学电解液锂离子电池

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Differential gene expression of phosphoglyceric kinase (PGK) and hypoxic adaptation in chicken

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Science China(Life Sciences) 2007年第3期50卷 335-342页

作者： WANG CunFang1,3, YUAN cunzhong2, zhang Lao1, WU ChangXin1 & LI Ning2 1 College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100094, China 2 China State Key Laboratories for Agrobiotechnology, China Agricultural University, Beijing 100094, China 3 College of Food and Biologic Engineering, Shandong Institute of Light Industry, Jinan 250353, China 1. College of Animal Science and Technology China Agricultural University Beijing 100094 China 3. College of Food and Biologic Engineering Shandong Institute of Light Industry Jinan 250353 China 2. China State Key Laboratories for Agrobiotechnology China Agricultural University Beijing 100094 China

Four single-nucleotide polymorphisms (SNP) of the Phosphoglyceric Kinase (PGK) gene were discov- ered based on comparison of the sequences from an altiplano chicken breed (Tibetan chicken) and two lowland breeds (White Leghorn and Shouguang chicken). Gel-shift results indicate that one of these SNPs, an A→G mutation at position 59 in exon10, is able to bind hypoxia-induced factor-l (HIF-1), functioning as a hypoxia response element (HRE). The mutant gene results in M→T mutation at position 379 amino acid. The combined activity of this HRE and HIF-1 could increase correspondingly under a hypoxic stimulus. Hypoxia leads to increased death rates of chicken embryos; while the M→T mutation described herein is prevalent in healthy embryos grown under hypoxic conditions, thus it may repre- sent an adaptation to hypoxia. Fluorescence quantitative reverse transcription PCR results revealed that HIF-1 upregulates the transcript level of the glycolytic enzyme PGK in the brain and skeletal mus- cle of animals subjected to hypoxia. Thus, a large amount of ATP is produced by increased glycolysis, allowing the organism to meet energy metabolism demands. As such, we believe this SNP to be an adaptation to the external anoxic environment.

关键词： gene and hypoxic adaptation in chicken Differential gene expression of phosphoglyceric kinase PGK SNPs HRE

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(超)微电极在能源材料领域中的应用

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科学通报 2014年第28期59卷 2851-2860页

作者：闫康孟凡伟吴锋陈实张存中北京理工大学化工与环境学院北京100081 国家高技术绿色材料发展中心北京100081 北京市环境科学与工程重点实验室北京100081

简述了超微电极技术的原理、特点以及使用条件.对比了(超)微电极、大面积多孔电极以及理论模拟等方法研究电池电极材料的结果,表明(超)微电极的实验结果和理论模拟结果之间具有较高的一致性.本文从电化学原理的角度论述了常规尺寸电极... 详细信息

简述了超微电极技术的原理、特点以及使用条件.对比了(超)微电极、大面积多孔电极以及理论模拟等方法研究电池电极材料的结果,表明(超)微电极的实验结果和理论模拟结果之间具有较高的一致性.本文从电化学原理的角度论述了常规尺寸电极上得到结果和理论模拟结果之间出现差异和分歧的原因,并论证了(超)微电极在研究储能材料本征动力学行为和测量物理化学参数方面的重要性和必要性.介绍了(超)微电极/扫描电化学显微镜在筛选燃料电池氧气还原催化剂领域中的应用及原理.针对双电解质金属锂电池所面临的问题,介绍了微纳尺度空心针尖支撑的液液界面上锂离子相转移动力学行为的最新研究结果.

关键词：微电极锂离子电池电解质液液界面燃料电池

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NiO薄膜电极的电沉积制备及其性能研究

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材料导报 2006年第6期20卷 137-139页

作者：刘震吴锋王芳张玮琦张存中陈实北京理工大学化工与环境学院北京100081 国家高技术绿色材料发展中心

采用阴极电解沉积法成功制备了可用于薄膜锂离子电池的NiO薄膜电极,并对其进行了表征,测试了其电化学性能。研究表明,在溶液浓度为0.05mol/L,温度为80℃,电流密度为0.3mA/cm2条件下沉积1h,并经过热处理制备的NiO薄膜电极属立方结构,首... 详细信息

采用阴极电解沉积法成功制备了可用于薄膜锂离子电池的NiO薄膜电极,并对其进行了表征,测试了其电化学性能。研究表明,在溶液浓度为0.05mol/L,温度为80℃,电流密度为0.3mA/cm2条件下沉积1h,并经过热处理制备的NiO薄膜电极属立方结构,首次放电容量达到928mAh/g,在78μA/cm2的电流密度下循环10次后仍保持702mAh/g,表现出良好的电化学性能。

关键词：薄膜锂离子电池薄膜电极氧化镍电沉积

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镀Pd的GC电极上HCOOH的电催化氧化

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电化学 2000年第3期6卷 329-334页

作者：周全张存中陆晓林吴仲达北京师范大学化学系北京100875

在玻璃碳 (GC)基底上电沉积Pd ,应用SEM观测Pd沉积层的表面形貌 ,用循环伏安法研究了Pd/GC电极上HCOOH在HClO4溶液中的电氧化行为 .结果表明 ,Pd的电沉积条件影响电极的催化性能 .在高电流密度下制得的Pd/GC电极对HCOOH的电氧化具有比... 详细信息

在玻璃碳 (GC)基底上电沉积Pd ,应用SEM观测Pd沉积层的表面形貌 ,用循环伏安法研究了Pd/GC电极上HCOOH在HClO4溶液中的电氧化行为 .结果表明 ,Pd的电沉积条件影响电极的催化性能 .在高电流密度下制得的Pd/GC电极对HCOOH的电氧化具有比纯Pd电极更高的催化活性 .当电极表面生成PdO时 ,HCOOH被电氧化的活性很低 ,而在PdO还原后生成的Pd表面 ,HCOOH的电氧化显示极高的活性 .本文还讨论了Pd(Ⅱ )离子对HCOOH电氧化过程的影响 .

关键词：电沉积钯甲酸电催化氧化 GC电极

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