检索结果-南通市图书馆

多电子转移的有机正极电化学储钠、镁性能及其机理研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

多电子转移的有机正极电化学储钠、镁性能及其机理研究

作者：陈熙湘潭大学

学位级别：硕士

电动汽车和移动电子设备的大规模应用使得有限的锂资源无法满足当前巨大的能源需求,而钠镁电池储能技术作为下一代新型电池体系因其具有环保、全球储量丰富、成本低廉等优势逐渐获得关注。相比商用无机正极的发展正逐渐面临能量密度、... 详细信息

电动汽车和移动电子设备的大规模应用使得有限的锂资源无法满足当前巨大的能源需求,而钠镁电池储能技术作为下一代新型电池体系因其具有环保、全球储量丰富、成本低廉等优势逐渐获得关注。相比商用无机正极的发展正逐渐面临能量密度、资源、价格的挑战,有机正极由于来源广泛、结构多样可设计性等优点受到广泛关注,但其低本征电导率和在电解液中的高溶解性导致活性材料的利用率低和循环稳定性差是有机电池体系发展的瓶颈。为改善这些问题,本论文从分子设计角度出发,开发具有多电子转移且结构稳定的有机分子作为活性材料,并研究其作为有机钠、镁电池正极材料的电化学储能特性及氧化还原机理。（1）合成了[5,15-双（乙炔基）-10,20-二苯基卟啉]铜（II）(Cu DEPP)和5,15-双（乙炔基）-10,20-二苯基卟啉（DEPP）作为有机钠电池正极材料,探究其电化学储能特性,通过调控电极中活性物质与导电碳的比例优化Cu DEPP正极的循环稳定性和倍率性能。运用一系列原位、非原位表征手段研究Cu DEPP正极在充放电过程中的电荷存储机理。Cu DEPP正极优异的循环稳定性（600圈后容量保持率93%）与首次充电过程中乙炔基的原位电化学氧化聚合和自稳定化过程密切相关,而铜离子的引入能显著稳定卟啉电极分子结构从而改善电荷存储性能。在原位电化学稳定化过程中,Cu DEPP通过卟啉环上的氮原子与PF和Na发生相互作用引起的不可逆非晶化过程有利于随后的钠离子存储。同时,表面控制赝电容贡献助力卟啉电极的快速电荷转移、高效离子存储,因而功率密度高达28 k W kg。（2）设计了[5,15-双（乙炔基）-10,20-二噻吩基卟啉]铜（II）(Cu DETP)作为镁电池正极材料,探究其在储镁过程中的氧化还原特性及机理。得益于电化学活性噻吩基团的引入,Cu DETP表现出更高的初始可逆容量,在循环100圈后,放电比容量仍可保持为87 m Ah g,容量保持率高达97.8%。Cu DETP的共轭卟啉结构具有良好的结构稳定性,能够在初始的“自我调节”过程中通过卟啉环上的氮原子与二价Mg发生相互作用。得益于噻吩中的S原子扩大共轭卟啉结构的电子离域实现快速的电子转移,在4.0 A g的高电流密度率下,Cu DETP正极的功率密度高达5514.9 W kg。此外,在初始的活化过程中,镁负极表面原位形成的SEI膜有利于后续循环过程中镁的可逆沉积与脱出。（3）通过简单低成本的合成方法制备了一种具有多电子转移特性和高理论比容量的蒽基有机硫化物（ANS450）,研究了其作为正极材料在镁电池中的电化学储镁特性,并利用原位拉曼光谱和其它非原位表征技术探讨其电荷存储机制和反应动力学。ANS450正极在放电过程中以硫为活性位点与Mg发生离子配位反应,在0.3 A g的电流密度下循环100次后仍具有116 m Ah g的高放电比容量。得益于ANS450正极的共轭有机骨架结构和快速的多电子转移能力,实现了Mg的高效且快速的存储,即使在2.0 A g的高电流密度下也能获得高达2464.4 W kg的高功率密度。

关键词：钠电池镁电池有机电极卟啉材料多电子转移

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

生物醌分子伏安响应的多电子转移辨析

电化学 2014年第6期20卷 533-537页

作者：周浩龙亿涛华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室上海200237

电化学反应中,一个基元电子转移反应仅对应一个电子交换,实际上多电子转移反应也涉及对应数目的单电子转移步骤,分离、辨析每个电子基元反应的氧化还原峰电位十分重要.本文以辅酶Q0(Co Q0)、亚甲基桥连双辅酶Q0(Bis-Co Q0)为模型,采用... 详细信息

电化学反应中,一个基元电子转移反应仅对应一个电子交换,实际上多电子转移反应也涉及对应数目的单电子转移步骤,分离、辨析每个电子基元反应的氧化还原峰电位十分重要.本文以辅酶Q0(Co Q0)、亚甲基桥连双辅酶Q0(Bis-Co Q0)为模型,采用循环伏安和方波伏安技术研究其电化学特性,提出了一种应用于多电子转移体系、分析单个电子转移电位的方法.实验表明,Co Q0经历两步单电子还原反应.Bis-Co Q0中两个醌单元发生强电子相互作用,电极过程为4电子多步转移.对于表观上的4电子"三步"转移反应,拟用Lorentzian-Gaussian分峰拟合Co Q0和Bis-Co Q0体系方波伏安响应曲线,分别获取每个电子转移步骤的电位,进一步证明Bis-Co Q0经历四分步单电子转移反应,为热力学研究提供更多信息.

关键词：辅酶Q0 电子相互作用方波伏安法多电子转移分峰单电子响应辨析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高电荷态离子与原子碰撞中的电子转移研究

原子核物理评论 1998年第3期15卷 155-160页

作者：马新文中国科学院近代物理研究所

简要评述了离子与原子碰撞研究实验技术和理论描述的发展、现状和面临的问题，讨论了高电荷态离子与原子。

关键词：离子原子碰撞多电子转移多电子激发态

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双盐电解液激活的有机镁电池

双盐电解液激活的有机镁电池

作者：田靖中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)

学位级别：硕士

镁金属作负极不会形成枝晶,且具有较高的体积比容量,资源储量也很丰富,因此镁电池获得越来越多的关注。然而镁离子较强的极化作用,导致镁离子在材料中迁移的动力学性能差,使得一般的正极材料很难实现镁离子快速地可逆脱嵌,为了克服这一... 详细信息

镁金属作负极不会形成枝晶,且具有较高的体积比容量,资源储量也很丰富,因此镁电池获得越来越多的关注。然而镁离子较强的极化作用,导致镁离子在材料中迁移的动力学性能差,使得一般的正极材料很难实现镁离子快速地可逆脱嵌,为了克服这一缺点,一种双盐镁电池被提出,锂离子替代镁离子参与正极反应,大大拓展了镁电池正极材料的选择范围。本论文针对现有双盐镁电池能量密度有限的问题,提出了一种基于玫瑰红酸盐正极的高能量双盐镁电池体系,研究玫瑰红酸盐作双盐镁电池正极的电化学性能,并通过XRD、XPS、Raman、SEM、CV和GITT等手段研究电极反应机理。本论文测试了LiCO、NaCO和纳米化的NaCO正极在双盐镁电池中的性能。纳米化缩短了离子的扩散路径,提高了反应动力学,配以rGO为导电剂,纳米化的NaCO正极实现了525 Wh/kg的能量密度及4490 W/kg的功率密度,高的赝电容效应贡献率(>60%)及离子扩散率(100 cm/s)也有助于纳米化的NaCO正极表现出高的电化学活性。测试表明,NaCO晶体结构在首次放电中出现了不可逆的相变,导致部分容量的不可逆,但仍实现三电子转移,具有较高的可逆容量。然而活性物质的溶解导致NaCO正极的容量衰减,因此其循环稳定性还有待提高。本论文还制备了KCO正极。KCO是半导体有一定的导电能力,且更大的层间距有利于离子的传输,因此在70 wt%高活性物质含量下,KCO正极也能表现出优异的电化学性能:0.1 C下可逆容量可达300 mAh/g,2 C、5 C时比容量分别有190 mAh/g、125 mAh/g。KCO正极同样首次放电过程也存在不可逆的相变,但是钾盐正极的电极反应不仅有锂镁的共嵌入,晶格中的钾还会随着充放电循环逐渐溶出并与电解液中的氯离子以氯化钾形式固定在活性物质周围。活性物质颗粒的粉化脱落使得KCO正极循环稳定性不尽如人意,其性能仍有提升空间。

关键词：双盐镁电池有机物正极玫瑰红酸盐多电子转移

多金属氧酸盐(n-Bu4N)3SVM11O40(M=W/Mo)协同铟电极电催化还原CO2研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多金属氧酸盐(n-Bu4N)3SVM11O40(M=W/Mo)协同铟电极电催化还原CO2...

作者：孙文聪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

通过电催化还原的方式将CO转化为具有附加值的各种化学品已引起了全世界研究人员的广泛关注。虽然目前取得了一些成果,但是具有优秀催化性质的多金属氧酸盐参与的CO电催化还原体系仍处于起步阶段,且存在稳定性差、过电位高、还原深度低... 详细信息

通过电催化还原的方式将CO转化为具有附加值的各种化学品已引起了全世界研究人员的广泛关注。虽然目前取得了一些成果,但是具有优秀催化性质的多金属氧酸盐参与的CO电催化还原体系仍处于起步阶段,且存在稳定性差、过电位高、还原深度低等各种技术问题。本论文选择具有较高析氢过电位的金属铟作为工作电极,分别构建了金属铟电极与不同多金属氧酸盐并存的双催化电解体系,通过对反应产物进行分析来评价探讨两种多金属氧酸盐在CO电催化还原中的催化性能。本论文采用常规法合成了多金属氧酸盐(n-BuN)SVWO,可实现在非水溶液电解质中协同In电极有效地实现多电子的靶向转移得到乙酸和乙醇,并且将反应的起始电位降至-0.4 V。该体系在-0.5 V时实现最高的液相产物总法拉第效率(75.2%),气相产物为CO。(n-BuN)SVWO的V中心的电子转移过程为反应起到了良好的催化作用,同时V中心使催化剂表面具有更高的氢覆盖率,诱导了体系进行多电子的还原。另一方面,W以原子掺杂的方式改变了氧化铟的能带结构,提高了反应体系的选择性与催化活性。将另一种常规合成的多金属氧酸盐(n-BuN)SVMoO应用于电催化CO还原性能研究发现,(n-BuN)SVMoO的加入可有效地将反应的起始电位降至-0.3V,产物有CO和乙醇。其中,乙醇的法拉第效率可在-1.1 V达到最大,为69.5%。根据原位FT-IR结果及相关文献推测反应过程为:CO→*COOH→*CO→*COCH→CHCHOH。此外,研究发现,铟电极在空气中形成的氧化膜具有催化活性,而参与电解后形成的氧化物薄膜则表现为惰性。电极表面的氧空位为CO的吸附还原提供了保障和平台。而且多酸中的Mo元素在反应过程中发生了价态变化,该电子转移过程可能参与到CO还原反应过程中,为反应体系提供了电子转移通道。

关键词： CO2电催化还原多金属氧酸盐法拉第效率多电子转移铟电极

光生电荷在半导体光催化剂和光阳极中有效分离和转移的研究:太阳能-化学能转化的关键科学问题

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

光生电荷在半导体光催化剂和光阳极中有效分离和转移的研究:太阳...

中科院物理所发现一种新型钠离子电池有机负极材料

第十五届全国光化学学术讨论会

作者：韩洪宪李爱龙徐钰兴张巧李仁贵李灿中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能部

光催化或光电催化分解水是非常挑战性的研究,因为涉及到能量爬坡和多电子转移的复杂反应过程。要实现太阳能高效分解水,必须同时满足宽光谱吸光、光生电荷的有效分离和转移、高效水氧化和质子还原表面催化反应。其中光生电荷的有效分离... 详细信息

光催化或光电催化分解水是非常挑战性的研究,因为涉及到能量爬坡和多电子转移的复杂反应过程。要实现太阳能高效分解水,必须同时满足宽光谱吸光、光生电荷的有效分离和转移、高效水氧化和质子还原表面催化反应。其中光生电荷的有效分离和迁移是最为关键的科学问题。因此,深入理解光解水过程中光生电荷有效分离和转移的机理,发展光生电荷有效分离、转移的新方法、新思路和新策略,是构筑高效人工光合成体系制太阳能燃料的必然途径。本报告将介绍我们在光生电荷有效分离和转移方面的一些最新研究进展,包括:1)异相结催化剂在光催化、光电催化中光生电荷有效分离的研究;2)含有等同晶面及不等同晶面的半导体生光生电荷有效分离问题的研究;3)半导体与模拟产氢酶之间在强碱条件下双电子转移的研究。

关键词：分解水光生电荷有效分离异相结多电子转移

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

储能科学与技术 2016年第1期5卷 57-57页

有机材料具有丰富的化学组成,氧化还原电位可调,可以实现多电子转移,而且原料来源丰富,成本低廉,材料可循环降解,对环境无害,作为钠离子电池电极材料引起了大家的广泛关注。最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）... 详细信息

有机材料具有丰富的化学组成,氧化还原电位可调,可以实现多电子转移,而且原料来源丰富,成本低廉,材料可循环降解,对环境无害,作为钠离子电池电极材料引起了大家的广泛关注。最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）清洁能源实验室E01课题组博士生吴晓燕、

关键词：多电子转移负极材料电池电极凝聚态物理氧化还原电位有机材料胡勇中科院物理所可逆容量能源实验室

Electron Transfer and Multi-ionization in Interactions of HCI-C_(60)

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

近代物理研究所和兰州重离子加速器实验室年报：英文版 2004年第1期 113-113页

作者： Wei Baoren, Ma Xinwen, Zhu Xiaolong, Liu Huiping, Wang Zhenlin, Sha Shan Peng Wentian, Cao Shiping, Qian Dongbin, Li Bin and Chen Lanfang

The production of multiply charged C60 ions and the mass spectra resulting from fragmentation process of these ions are of particular interest in obtaining a better understanding of the structure and stability of C60 as well as its electronic properties. During the last ten years, highly charged ions (HCI) have been used to excite C60 and to observe its response. Systematic investigations as a function of ion mass, charge, and impact velocity have provided significant new information about excitation, ionization, and charge transfer.

关键词： C60 多电子转移人机交互相互作用电离多电荷离子高电荷态离子电子性质