导读:本文包含了电化学反应机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铝离子电池,原位监控,反应机理
电化学反应机理论文文献综述
王雷[1]（2019）在《铝离子电池性能与原位电化学反应机理研究》一文中研究指出随着电动汽车、智能电网的迅速发展,消费者对高容量、稳定、安全的储能技术的需求与日俱增。受限于锂矿资源的匮乏与分布不均,人们正在积极寻找后锂电池时代的替代品。铝离子电池因为叁电子转移的氧化还原性质从而具备超高的理论容量,同时金属铝和离子液体电解液可燃性低也决定了它具备更高的安全性。本论文结合铝离子电池正极材料、离子液体电解液的研究现状和存在的问题,围绕正极材料储能性能、电池正负极、电解液原位监控表征开展研究工作。具体研究内容如下:1.Nb2O5纳米管作为高容量铝离子电池正极材料研究。高理论容量、安全、经济的特点使得铝离子电池引起了较多关注。但是受限于离子液体电解液强腐蚀性和叁价铝离子强极化能力,已报道的正极材料大多可逆容量偏低。在此,我们用一步化学气相沉积法合成了有特殊暴露晶面的单晶Nb2O5纳米管作为铝离子电池正极材料。暴露的(001)晶面非常适合AlCl4-的嵌入/脱出,较短的离子扩散路径使得晶格中的嵌入/脱出等电化学反应比较容易进行。非原位X射线衍射和高分辨透射电子显微镜表明充放电过程中,可能是AlCl-在(001)晶格中可逆地嵌入和脱出。作为铝离子电池正极材料,Nb2O5纳米管可逆容量可以达到550mAh g-1,100 mAg-1的电流密度下可以稳定循环110圈以上(110圈后剩余比容量为112.7mAh g-1)。即使是在50℃的高温下,100mA g-1的电流密度循环充放电30圈后容量仍超过200 mAh g-1。对比没有特殊晶面取向的商业化Nb2O5粉末,这个工作表明晶面调控的方法可以有效改善铝电池正极材料的比容量和倍率性能。2.无负极石墨铝离子电池原位监控。因为低成本、安全和高理论容量,铝离子电池引起了越来越多人的关注,但是先前的研究主要是探索高放电平台的正极材料。因此在本章中,我们用原位拉曼和原位XRD,以及非原位TEM、SEM、EDS、XPS、AES等表征技术细致地研究了石墨铝离子电池的正、负极电化学反应。我们通过实验结果重新解释了原位XRD数据中的变化,同时结论表明正极反应是AlCl4-对石墨层的可逆不均匀插层反应,负极则是金属铝的可逆沉积反应,且原位技术监控到了首圈充电过程中SEI膜的形成。基于反应机理,我们认为铝离子电池的性能与负极的材质、质量和体积关系不大,探索了多种导电集流体直接作为负极材料的无负极石墨铝离子电池。研究表明,石墨、金属钼甚至特殊组成的不锈钢都可能成为不错的负极,这对石墨铝离子电池的大规模实际应用会有指导性的帮助。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
秦红梅[2]（2018）在《基于电化学反应机理的钠离子电池负极材料研究进展》一文中研究指出钠离子电池作为一种新型的储能体系,与比较成熟的锂离子电池体系相比,不仅是元素的变化,更重要的是电化学反应机理的变化。简要分析了钠离子电池的优点,以负极材料的电化学反应机理为基础,归纳概括了近期钠离子负极材料的研究进展,主要分为碳材料、合金类材料、过渡金属氧化物和硫化物及有机化合物四类,并介绍了相应材料的电化学性能,为开发综合性能优异的钠离子负极材料提供理论基础。(本文来源于《山西化工》期刊2018年04期）
刘志江,朱卫国[3]（2018）在《镁合金电化学转化膜的组成及反应机理》一文中研究指出目的更好地开展镁合金防腐蚀研究,提高其耐蚀性。方法利用电化学法制备镁合金磷化膜,通过单因素条件实验研究电流密度、温度以及时间对反应过程的影响,得出制备最佳方案。通过X荧光光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)及电化学测试等现代检测技术对镁合金电化学膜微观结构、沉积速率等进行测试,得出制备的转化膜组成成分的定性及半定量分析结果,以此推断镁合金电化学转化膜的生成机理。结果电化学法制备镁合金磷化膜的最佳工艺条件为:电流密度0.5 A/dm2,温度30℃,反应时间5 min。EDX分析结果显示,磷化膜主要成分为Mg、P、Zn,其质量分数分别为11.017%、2.105%、28.534%。结论电化学转化膜的主要化学成分为Mg、P、Zn,还有少量其他成分,如Al、S、Ca、Mn、Ni、Cu。腐蚀机理复杂,不确定性较大。镁合金磷化膜主要由结晶型磷化锌、磷化铝、锌镁金属磷化夹杂物和单质Zn组成,并且还有少量的其他化合物。(本文来源于《表面技术》期刊2018年07期）
徐凯[4]（2017）在《固体氧化物直接碳燃料电池阳极反应机理及电化学性能研究》一文中研究指出固体氧化物直接碳燃料电池(Direct carbon fuel cell based on solid oxide electrolyte,SO-DCFC)是一种以固体碳为燃料的燃料电池技术,能够将固体碳的化学能直接转化为电能,具有理论能量转化效率高、污染物排放少、CO2捕集容易等优点,SO-DCFC为碳基燃料(如石墨、炭黑、煤、生物质等)的高效清洁利用提供了一种新思路。现阶段对SO-DCFC的研究还处在可行性探究阶段,实验室条件下电池的电化学性能离实际应用还有相当大的差距。研究表明SO-DCFC的电化学性能不仅受到碳在电池阳极反应机理及速率的控制,而且与碳基燃料中杂质的影响密切相关。本论文从这两个方面出发,深入探究了 SO-DCFC电化学性能的关键影响因素,涉及到的主要科学问题有:(Ⅰ)碳在SO-DCFC阳极的主要反应机理以及碳的物理化学性质与其电化学性能的关系;(Ⅱ)将碳颗粒分散到熔融锡(Sn)中作为一种提高SO-DCFC电化学性能的潜在途径,Sn是如何强化碳在阳极电化学转化的;(Ⅲ)碳基燃料中挥发分的热解释放在SO-DCFC放电过程中的作用;(Ⅳ)碳基燃料中的灰分对SO-DCFC电化学性能的影响机制。针对上述问题,本论文开展了如下研究:(1)通过比较四种碳基燃料在SO-DCFC中不同流量载气(Ar)下的极化曲线,以及对比直接接触型和分离型SO-DCFC的电化学性能,分别探究阳极CO电化学氧化和C电化学氧化对电池性能的贡献。结果显示电池的极化性能随着阳极惰性载气流量增大先降低,之后保持稳定,表明CO的电化学氧化对SO-DCFC电化学性能有显着的影响。在高流量载气条件下,将碳燃料与阳极表面分离后,电池的极化性能与直接接触条件下的基本相同,证明了直接接触条件下电池的电化学性能主要由CO的电化学氧化和C-C02气化反应控制,C的直接电化学氧化反应对电池性能的贡献可以忽略不计。四种燃料在Ni/YSZ阳极支撑型SO-DCFC中1023-1123 K的电化学性能主要受到它们CO2气化反应速率的限制,而不是受到CO电化学反应速率的限制。(2)为了提高电池的电化学性能,将锡粉与碳基燃料混合后作为SO-DCFC燃料。设计实验对比固体氧化物电池(SOFC)在叁种燃料模式(Sn、C和Sn-C模式)下的电化学特性,阐明Sn-C模式下的阳极反应机理。结果表明在Sn模式下,Sn电化学氧化会在阳极表面形成SnO2,SnO2破坏阳极多孔结构,使电池性能迅速衰减。与C模式下的电化学性能对比,Sn-C模式下的电化学性能能否得到提高与碳基燃料还原SnO2的特性密切相关。对于通过气固机理还原SnO2的碳基燃料AC焦,由于它还原SnO2的速率快,而且还原过程中生成的CO能够参与电化学反应,使得它的电化学性能高且稳定;阳极的主要反应为CO电化学氧化和C-CO2气化,Sn起到催化C-CO2气化反应的作用。对于通过固固机理还原SnO2的碳基燃料(GC焦、YQ煤焦和CF煤焦),它们还原SnO2的速率有限,SnO2在阳极表面累积甚至进入阳极孔道,使电池性能快速衰退;电池的性能主要由Sn电化学氧化控制,碳主要起到还原SnO2的作用。(3)通过实验对比挥发分含量不同的叁种原煤和对应煤焦在SO-DCFC中有载气和无载气条件下的电化学性能,研究原煤挥发分的热解释放对电池电化学性能的影响。结果表明原煤在无载气条件下的峰值功率密度要显着高于原煤在有载气时以及煤焦在无载气时的峰值功率密度,但是原煤在无载气条件下的放电电流密度衰减速率也要显着高于原煤在有载气时以和煤焦在无载气时电流密度衰减速率。原煤释放出的挥发分一方面会参与阳极电化学反应,使得电池的初期电化学性能显着提高;另一方面原煤在阳极表面区域热解会产生硫污染物和积碳,使电池的恒电压放电性能迅速下降。(4)通过分析比较煤焦、脱灰煤焦和添灰煤焦在SO-DCFC中的电化学性能,以及不同特性煤灰添加、不同无机矿物组分添加时的电池电化学性能,揭示了煤灰中的不同组分对电池性能的影响。研究结果表明煤灰对电池性能的影响与灰分的组成密切相关。在1123 K短周期的稳定性测试过程中,以SiO2和Al2O3为主的煤灰对电池性能基本没有负面影响;煤灰中的Ca、Fe、K等元素无机矿物组分能够催化C-CO2气化反应,提高煤焦在电池放电初期的电流密度;煤灰中的S、Fe等元素无机组分易与阳极Ni结合在阳极表面形成颗粒状聚合物,使阳极失活,导致电池在放电过程中的电流密度衰减速率加快;煤灰中的SiO2易与Fe、Ca、K等元素无机矿物组分结合在阳极表面形成不规则形状的沉积物,堵塞阳极孔道。综上所述,本论文的研究结论可为SO-DCFC的阳极反应优化以及碳基燃料的选择、预处理提供理论依据,为电池电化学性能的进一步提高奠定基础。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-12）
余松[5]（2017）在《基于在线电化学表面增强拉曼光谱的吡啶电催化CO_2还原反应机理研究》一文中研究指出发展和应用CO_2光电催化还原反应对于能源转换与储存问题是一个很有前景的解决方案,同时CO_2的固定也可以在一定程度上减缓碳排放对气候的影响。然而对CO_2电催化反应催化机理等问题上的认识抑制了对反应催化效率、选择性及稳定性等方面的进一步发展。因此,研究理解CO_2电催化反应机理可以帮助我们主动地改善催化剂结构和优化反应条件。现场电化学表面增强拉曼光谱(EC-SERS)是一种高表面灵敏度和高能量分辨率的原位分子振动光谱技术,非常适合用来检测电化学反应中电极表面吸附参与反应的物种,追踪反应活性中间体的转化过程等,因此适于研究CO_2光电催化反应机理。本论文工作使用具有高SERS活性的Au@Pt核壳结构纳米粒子组装的Pt工作电极研究了 Pt电极/吡啶电催化CO_2电还原反应的机理。借力于Au核纳米粒子提供的SERS增强效应,我们获得了 Pt电极表面吡啶及新物种α-吡啶基的振动光谱信息,并通过分析相关谱峰的强度、频率-电极电势关系获得了吡啶、α-吡啶基、表面氢原子和水分子共吸附的界面结构模型。进一步地,我们对比了通入CO_2前后Pt电极表面增强拉曼光谱的变化,在CO_2电还原条件下检测到了表面强吸附还原产物CO。通过同位素标记、谱峰-电势关系分析等证明了 CO为CO_2的还原产物,其具有对Pt电极表面位点的毒化作用,阻碍了溶液中CO_2的还原。我们还发现,吸附吡啶与α-吡啶基与CO存在相互制约的关系,即CO阻碍了吡啶和α-吡啶基的吸附,而吡啶和α-吡啶基也使CO的生成与吸附电势更负。基于这些结论和分析,我们对文献报道的吡啶催化CO_2还原反应机理进行了分析讨论,并给出了我们关于反应机理的初步推测。(本文来源于《厦门大学》期刊2017-05-01）
杨春鹏,殷雅侠,万立骏,郭玉国[6]（2016）在《锂硫电池中链状硫分子的电化学反应机理研究》一文中研究指出锂硫电池中基于常规环状S_8分子的正极研究非常普遍,然而硫的另一类同素异形体链状硫,相应的电化学研究却非常有限。这里,我们将硫链装入单壁和双壁碳纳米管中,作为一模型体系,研究链状硫在锂硫电池中的电化学嵌脱锂过程。电化学测试证明链状硫具有高电化学活性,电化学反应与环状S_8有鲜明区别。借助多种原位和半原位分析手段,我们发现链状硫的锂化-去锂化为固相反应机理,并且长硫链在电化学反应过程中变为短硫链(图1)。固相反应的优势是循环过程中的结构稳定性,其缺点是缓慢的动力学。由于电化学反应过程中硫链自发缩短,动力学过程自发得到优化。短链硫的电平台较高,动力学优于长链硫。~([1])关于链状硫电化学的研究是对现有锂硫电池中硫电化学理论的有益补充,为今后开发基于链状硫的硫正极提供了理论指导。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源》期刊2016-07-01）
晏成林[7]（2016）在《锂电池材料的结构设计与原位电化学反应机理研究》一文中研究指出锂硫电池因具有较高的理论比能量而成为目前最具开发前景的二次电池体系之一。但在实际应用过程中依然面临诸多挑战。如聚硫化物在电解质中的溶解问题、硫化锂的绝缘性问题、锂负极枝晶问题等都亟待解决。在我们前期工作中,通过新颖的卷曲法组装单根微米管锂离子电池器件[1,2],并将其应用于锂电池的原位机理研究[3,4]。在任一充放电状态下,实现单根微米管电池的微区拉曼光谱、电子输运性能的原位表征;通过俄歇电子能谱和电化学阻抗研究了单根Si微米管锂电池SEI膜的形成电位、组成和厚度、嵌脱锂反应界面特性对锂电性能造成的影响[5]。在锂硫电池研究方面,主要通过分子结构设计聚硫化合物,并采用共价键的方式将硫及其放电产生的多硫化物固定,减少或限制多硫化物的溶解,从而提高电池性能。另外,我们将介绍原位电化学分析手段如原位XRD、原位紫外光谱、原位同步辐射光谱研究共价键结构调控锂硫电池性能的机理,并辅以DFT证实其电化学作用机理。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源》期刊2016-07-01）
刘雪莲,陈玉喜[8]（2015）在《空心球结构的SiO_2@C负极材料的电化学反应机理及性能》一文中研究指出近年来,SiO_2作为锂离子电池负极材料逐渐得到关注,因为SiO_2具有较大的储锂容量和低的充放电电压,而且储量丰富,价格便宜且环境友好。SiO_2用于锂离子电池负极材料的研究虽已有报道,但其在嵌/脱Li~+过程中的电化学反应机理还存在不同的见解。本文以聚丙烯酸为模板,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备出SiO_2空心球,随后通过有机碳源的碳化对SiO_2空心球进行碳包覆,制备出空心球结构的SiO_2@C负极材料。利用XRD、SEM和TEM对材(本文来源于《第31届全国化学与物理电源学术年会论文集》期刊2015-10-17）
陈昆峰,薛冬峰[9]（2015）在《不同结晶形貌CuS超级电容器性能比较和电化学反应机理》一文中研究指出过渡金属氧化物、氢氧化物是储能领域广泛研究的赝电容电极材料,例如MnO_2、Fe_2O_3、Co_3O_4、NiO、CuO、Co(OH)_2等[1-4]。但是,过渡金属硫化物却很少被作为赝电容电极材料来研究。O的电负性(3.44)比S的电负性(2.58)大,而O的共价半径(60 pm)比S(104 pm)的小。相比较M-O键,过渡金属和硫负离子形成的M-S键结合力弱,因此过渡金属硫化物更容易发生氧化还原反应。通过不同的结晶手段,我们合成了CuS纳米球、纳米颗粒、纳米片、微米棒、微米管等,并研究了CuS在碱性水溶液中的电化学反应和超级电容器性能。根据CV曲线,在电化学反应中CuS电极材料经过了多步反应:Cu~(2+)+e~-■Cu~+;Cu++e-■Cu。超级电容器性能结果证明小尺寸的CuS纳米材料具有高的比容量。开发新型硫化物电极材料可以拓宽赝电容电极材料的选择范围。(本文来源于《2015年第十四届全国应用化学年会论文集（上）》期刊2015-07-21）
黄辉[10]（2015）在《核壳结构TiC/NiO纳米线的电化学储锂特性及反应机理》一文中研究指出发展兼具高容量和高功率的电极材料是锂离子电池技术领域的重大挑战之一,本文以棉纤维为碳源和模板,采用生物模板法成功合成出直径约100-150 nm、长度几至十几微米的TiC纳米线,通过水热反应在其表面化学浴沉积NiO纳米片,所构建的TiC/NiO核壳结构纳米线具有高容量和优异的循环稳定性,200 mA/g下60次充放电容量保持在507.5 mAh/g(远大于理论比容量),这可归因于其独特的电池与电容协同储锂机制,TiC(本文来源于《第七届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集》期刊2015-07-17）
电化学反应机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
钠离子电池作为一种新型的储能体系,与比较成熟的锂离子电池体系相比,不仅是元素的变化,更重要的是电化学反应机理的变化。简要分析了钠离子电池的优点,以负极材料的电化学反应机理为基础,归纳概括了近期钠离子负极材料的研究进展,主要分为碳材料、合金类材料、过渡金属氧化物和硫化物及有机化合物四类,并介绍了相应材料的电化学性能,为开发综合性能优异的钠离子负极材料提供理论基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电化学反应机理论文参考文献
[1].王雷.铝离子电池性能与原位电化学反应机理研究[D].南京大学.2019
[2].秦红梅.基于电化学反应机理的钠离子电池负极材料研究进展[J].山西化工.2018
[3].刘志江,朱卫国.镁合金电化学转化膜的组成及反应机理[J].表面技术.2018
[4].徐凯.固体氧化物直接碳燃料电池阳极反应机理及电化学性能研究[D].华中科技大学.2017
[5].余松.基于在线电化学表面增强拉曼光谱的吡啶电催化CO_2还原反应机理研究[D].厦门大学.2017
[6].杨春鹏,殷雅侠,万立骏,郭玉国.锂硫电池中链状硫分子的电化学反应机理研究[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源.2016
[7].晏成林.锂电池材料的结构设计与原位电化学反应机理研究[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源.2016
[8].刘雪莲,陈玉喜.空心球结构的SiO_2@C负极材料的电化学反应机理及性能[C].第31届全国化学与物理电源学术年会论文集.2015
[9].陈昆峰,薛冬峰.不同结晶形貌CuS超级电容器性能比较和电化学反应机理[C].2015年第十四届全国应用化学年会论文集（上）.2015
[10].黄辉.核壳结构TiC/NiO纳米线的电化学储锂特性及反应机理[C].第七届中国储能与动力电池及其关键材料学术研讨与技术交流会论文集.2015