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原电池构成条件研究论文

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原电池构成条件研究论文

构成原电池的条件: (1)必须有能够自发的氧化还原反应发生; (2)有活泼性不同的两种材料作为电极材料; (3)阴极、阳极、电解质溶液共同构成一个闭合电路。 通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池,来也可以说是把化学能转变成电能的装置。 有的原电池可以构成可逆电池,自有的原电池则不属于可逆电池。原电池放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。例如铜锌原电池又称丹聂尔电池,其正极是铜极,浸中硫酸铜溶液中;负极是锌板,浸在硫酸锌溶液中。两种电解质溶液用盐桥勾通,两极用导线相连就组成原电池。平时使用的干电池,是根据原电池原理制成的。

这种水果电池中的反应,学名叫原电池反应。原电池的构成条件有三个: (1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成。 (2)两电极必须浸泡在电解质溶液中。 (3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。(以上是百度百科里的知识,很正确,不得不采纳) 然后来分析一下这段材料。两种金属活动性不同的金属,具体来讲,就是你说的一块铁片,一块铜片。电解质,通俗来讲,就是酸碱盐之类的东西,水果里面的酸和无机盐在这个原电池中充当电解质。然后你把两块金属,也就是两个电极,通过小电珠等连起来,就构成了一个回路:铜片→导线→小电珠→导线→铁片→水果(水果里面的电解质溶液也可以导电的!可以把它也看成一段导线)→铜片。回路(你可以理解成一个首尾相接的电路环)有了,那么回路里只要有一个力推着电子走,就会有电流了。 那么,这个理从哪里来呢?我们不考虑太复杂的情况,假设水果里的各种电解质中只有某种酸参与了反应。我可以先告诉你,酸参加反应,实际上是一种叫做氢离子(H+)的东西参加了反应。所以我们只考虑氢离子好了。我们知道,当把一种比较活泼的金属比如铁放到酸里时,他会被酸腐蚀。准确的讲,铁与氢离子发生了反应。用离子反应方程式表示是: 2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2 这个不懂没关系。简单地说,铁原子觉得自己身上的电子一点也不缺,但氢离子却是非常迫切地想要一个电子。于是,铁给了它一个电子,还嫌不够,又给了另外两个氢离子每人一个电子,自己变成了铁离子,进入了溶液中。氢离子得到电子,就变成了氢原子,转眼间忘恩负义,变成氢气玩去了.... 然后再看看铜,他可是个小气鬼,一点也不愿意给别人电子。于是他就不与酸反应。用专业术语讲,叫金属活动性较低。 当分别单独放入酸中时,铁与酸反应冒氢气泡,铜不反应。可当用导线把他们连起来后,情况就发生了变化。铁依然失电子,但却变成了默默奉献:他把电子通过小电珠和导线传到了铜那里,然后通过铜传给氢离子,这时的铜接受了铁传来的电子,也假慷慨起来。在我们看起来,铜那边的氢离子得了电子变成了氢气,但实际上,是铁在默默贡献电子。在小电珠所在的电路(外电路)里,电子从铁经过小电珠流到铜,所以如碧落海所言,铜是正极。 那个金属活动性顺序,可以理解为付出电子的慷慨程度,排在前面的最慷慨。 为什么用导线一连,电子就一定先跑到铜那边去再与氢离子结合呢?我也不知道,我们老师也没讲。高中阶段不必掌握。记住:电子一定通过导线先流向金属活动性弱的一端,也就是说,活动性强的,一定做负极。 关于方程式,由于水果中有成千上万种有机物,发生的反应很多,但原理都与以酸为例的反应类似。即使是酸,也有好多种,所以只能写离子方程式: 铁片:Fe –3e- = Fe3+ 氧化反应(负极) 铜片附近:2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应(正极)

原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极2、电解质溶液3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4、自发的氧化还原反应(本质条件)

水果电池是一种伏打电池伏打电池 公元1799年,伏打以含食盐水的湿抹布,夹在银和锌的圆形版中间,堆积成圆柱状,制造出最早的电池-伏打电池。 将不同的金属片插入电解质水溶液形成的电池,通称伏打电池。 伏达与伏达电池 背景: 当时对于电已经有相当的认识(静电、导电、电的种类),加上对雷电的正确了解,尤其是避雷针的研制成功,消除人们对于雷电的畏惧。特别是蓄电装置的发现后,科学家开始动脑筋去想如何能够有效地运用电。 青蛙腿的启示: 意大利波洛尼亚大学的解剖学教授贾法尼(Luigi Galvani 1737..1798)经常利用电击研究生物反应,1780年秋天无意间发现,即使没通电源的情况下,剥下来的青蛙腿也会发生痉挛的现象,后来经过十年的研究,在1791年发表成果。他一直认为这是一种由动本身的生理现象所产生的电,称为动物电,因此开发了一支新的科学 电生理学 的研究。同时也带动了电流研究的开始,触使电池的发明。关于这次意外的发现说法如下; 一次寻常的闪电,使贾法尼解剖室台上的起电机发生电气火花的同时,放在桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛,而此时起电机与青蛙腿之间并无导体连接。接著他把青蛙腿的一只脚吊高,再用黄铜钩刺在脊髓上,并使其接触银制的台板,让另一只脚可以在台板上方自由活动,当它碰到银台时,脚的肌肉就起收缩而离开台板,但是离开台板后即又再度伸长碰到银台,如此反覆摇摆。如果将钩与台改换成同一种金属,就看不到这种现象。 伏达和贾法尼的争辩: 意大利利帕维亚大学的物理学教授伏达(Alessandro Vlota 1745..1827),反覆重做贾法尼的实验,仔细观察后发现电并不是发生於动物组织内,而是由于金属或是木炭的组合而产生的。於是伏达完全不使用动物的组织,仅用不同的金属相接触,使用莱顿瓶及金箔检电器进行实验,发现在接触面上会产生电压,称为接触压。这种装置可以同时用不同的几种的金属,提高实验效果,但是总无法产生连续不断的电流。 伏达同时注意到贾法尼的实验中也是使用不同的金属,而实验中的青蛙腿可以看作一种潮湿的物质,所以就使用能够导电的盐水液体代替动物组织试验之,终于因此发现了电池的原理,做出了著名的伏达电堆与伏达电池。 贾法尼和伏达是朋友,贾法尼相当坚持自己的看法,伏达的反对意见触使贾法尼更进一步的研究,这一次他干脆不用任何金属做导体,剥出一条青蛙腿的神经,一端缚在另一条腿的肌肉上,另一端和脊髓相接,结果腿仍然会有抽搐现象,证明了表现在青蛙腿上的电刺激,可以仅仅来自动物本身,这就是所谓的贾法尼电池、贾法尼电流(Galvanic Cell、Galvanic Current、Gagnometer)。贾法尼创造出动物电,导使电生理学的建立。 伏达电堆与伏达电池: 伏达电堆是由几组圆板对堆积而成,每一组圆板包括两种不同的金属板。所有的圆板之间夹放著几张盐水泡过的布,潮湿的布具有导电的功能。伏达进一步试验不同金属对所产生的电动势效果,得到以下的关系; Zn -- Pb -- Sn -- Fe -- Cu -- Ag -- Au 同时他也试过不同的导电液,后来就用硫酸液代替盐水。至於电堆的原理,伏达则认为是由于金属接触的机械原因所导致的,一直到后来赫尔姆霍兹才指出这是错误,而认为这是化学作用所引起的。 1800年伏达将十几年研究成果,写成一篇论文「论不同金属材料接触所激发的电」,寄给英国皇家学会,不幸受到当时皇家学会负责论文工作的一位秘书尼克尔逊有意的搁置,后来伏达以自己名义发表,终於使尼克尔逊的窃取行为遭受学术界的唾弃。 当时法国皇帝拿破仑平素喜欢学者,1800年11月20日在巴黎召见伏达,当面观看实验顿觉感动,立即命令法国学者成立专门的委员会,进行大规模的相关实验(有眼光!!)。同时也颁发6000法郎的奖金和勋章给伏达,发行了纪念金币,而伏达也被作为电压的单位,直到现在我们还在如此引用。 伏达电池之后: 在伏达之前,人们只能应用摩擦发电机,运用旋转以发电,再将电存放在莱顿瓶中,以供使用,这种方式相当麻烦,所得的电量也受限制。伏达电池的发明改进了这些缺点,使得电的取得变成非常方便,现在电气所带来的文明,伏达电池是一个重要的起步,他带动后续电气相关研究的蓬勃发展,后来利用电磁感应原理的电动机,和发电机研发成功也得归功於它,而发电机之后电气文明的开始,导致第二次产业革命改变人类社会的结构。 ??? 丹麦丹聂尔(J.F.Daniell)和卢克歇尔(Leclanche) 发明乾电池。 西元1859年 普兰第(R.L.G.Plante)发明铅蓄电池。 ??? 英国的化学家德斐(Humphry Davy 1778..1829)后续 的研究发现了几种碱金属,导致电气化学工业的兴 起。 德斐在电流的磁效应上面的研究有过重要的贡 献,著名的物理大师法拉第,曾经在德斐实验室当 助理学习。

研究原电池电解池论文

原电池是可以自发的进行氧化还原反应从而起到供电的作用;电解池是在外加电源的作用下进行的被动的氧化还原反应;

原电池和电解池原理:

原电池工作原理:通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。

电解池工作原理:链接电源,使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应,从而把电能转化为化学能。

原电池是化学能转变为电能,电解池是电能转变为化学能。

有外加电源的是电解池,否则是原电池

原电池是将化学能转化为电能 电解池相反 原电池无电源 电解池有 原电池的负极氧化 正极还原 电解池的阳极氧化阴极还原

原电池的制作研究论文

地球,是人类共有的家园,是人类生命的摇篮;环境,是人类赖以生存的场所,是生活资料的来源。因此,保护环境的问题,显得尤为重要。在这个信息技术爆炸的时代,层出不穷的科技产品让人眼花缭乱。高科技产品逐渐普及,进入寻常百姓家。然而,在使用产品的同时,我们也在污染着我们的环境。生活中广泛使用的电池:手机、文曲星,照相机,mp3等等,造成了不可估量的环境污染就是其中的一个例子。电池中含有汞、铅、镍、锰等多种重金属,若不经过回收和妥善处理,而将其随意丢弃于自然环境之中,有毒物质便会慢慢从电池中溢出进入土壤或水体之中,再通过食物链入人体中,在人体内长期积累而难以排除,以致损害我们的神经系统,肾脏和骨骼,甚至还能致癌,而生活中,我们常常忽视废旧电池的处理环节。随着电子产品使用的日益增加,电池的消费量迅速增加,对于废旧电池的回收与处理问题自然成了突出的问题。我校在申请“绿色学校”时,专门设置了“可回收”与“不可回收”两种回收箱提醒我,我能为废旧电池回收做点什么?为此我开展了一系列调查。1、关于废旧电池回收难的原因调查。如何才能降低废旧电池对环境的污染,我认为回收废旧电池是关键。而在实际生活中有许多棘手的问题需要解决,其中最主要的是:1、市民缺乏环境意识,电池使用者过于分散,这是造成废旧电池回收难的重要原因。2、政府的宣传和执法力度不强,修理废旧电池技术有限是造成废旧电池处理难的重要原因。首先,对一则引人深思的信息的反思。我从《人民日报》中得知:一位以自费回收废旧电池而闻名的新乡市个体工商户田桂荣,于1999年,在一个偶然的机会,从报纸上发现废旧电池对环境造成的危害,这则消息对她的震动很大,她联想到自己销出的数不清的电池会破坏家乡秀美的山川,从此,回收废旧电池成了她的一项业务。刚一开始没有人主动来送,她就拿出自己做生意赚来的钱,以每节2分钱的价格自费收购,新乡市的中小学校、机关、商店等地,留下了田桂荣宣传保护环境回收废旧电池的身影。为了引起人们对废旧电池的关注,她自费制作了数千面印有“以旧换新、拯救地球”字样的绿色环保小旗以及200多个废旧电池回收箱,放在人多的公共场所。在她的不懈努力下,不少新乡市民加入到回收废旧电池的行列。两三年时间,田桂荣回收的废旧电池达60多吨。 然而让她意想不到的是,废旧电池的处理比回收更难。为了给这些固体污染物找一个理想的“归宿”,田桂荣四处奔波,先是找到当地一家电池厂,该厂技术负责人告诉她,从效益角度看,回收处理1节旧电池比生产3节新电池的成本还高,这家企业不愿干这件事。她又找到省、市环保部门,甚至专程到北京找有关部门咨询。但问来问去,得到的答复都是:“受技术条件限制,目前无法处理”。 一方面,她回收的废旧电池处理不成;但另一方面,市民们送来的废旧电池越来越多。没有办法,她只好一车一车地把废旧电池送到离市区十多公里的乡下老家。目前,她位于新乡县合河乡范岭村的老家那漂亮的两层楼房里,装有废旧电池的纺织袋从屋里堆到院子。 针对她的烦恼,记者采访了新乡市环保局副局长陈奇。这位领导认为,废旧电池中所含重金属污染严重,对此科研部门早有定论。但由于技术条件的限制,对废旧电池的回收、处理和再利用,目前还做得很不够。如果采用混凝土浇注填埋,也有一个选址、建厂的问题,还要进行防渗处理,这需要有充裕的经费支持。无独有偶,中央台在今年暑假也报道了另外一则与田桂荣情境完全相同的新闻。可见,市民缺乏环境意识,这是造成我国当前废旧电池污染问题的重要原因。而政府部门滞后的措施和缺乏应有的处理技术,是造成废旧电池污染问题的另一个重要原因。其次,对引人注目的现实的调查结果的反思。利用节假日,我对温州市区一些公共场所就 “对废旧电池的回收活动”进行调查。调查发现,尽管在温州市区的一些商场、社区和学校已经开展了对废旧电池的回收活动,但由于种种原因,成效不大,回收率仅为1%—2%。我做过以下问卷调查,内容包括年龄,职业,使用电池的态度等。此次活动共发放110份问卷,有效答卷90份。具体如下:年龄(岁) 10~20 20~30 30~40 40~45 45~55 55以上 人数 18 25 16 12 11 8 职业 学生 教育界 政府机关 企事业单位 服务业 其他 人数 38 8 2 16 14 12 使用率(平均一星期) 1~3节 3~5节 5~7节 7节以上 使用的电池(节) 83 4 2 1 购买电池的地方 超市 附近小店 路边小摊49 34 7对电池危害的认识 很大 一般 不大 不知道34 42 11 3此外,对本人居住小区附近的调查表明:有收购废旧电池习惯的有25人,对于听说过收购废旧电池活动的有15人。他们中对于开展这种活动的态度积极的有33人。这些数据表明,人们还没有完全形成回收旧电池的观念,有一部分人对于回收废旧电池的观念还不是很强,也可以说是环保意识还不强!其次,我们的政府部门也没有做好这方面的工作—对废旧电池的危害认识还不强,我们的宣传力度还不够。为了做更深入的研究,我针对消费者喜欢购买便宜电池的心态,对“便宜电池”的“便宜”亲身实验了一回:在一些商场的出租柜台或街头的小地摊上,常常会看到那些所谓的“便宜电池”,花个十元钱,你就可以随便买15、16节了。这个价格比品牌电池便宜多了,因此买得人也很多。凭着好奇心,我分别从商场买来“双鹿电池”和从地摊上买来“人人抢购”的便宜电池。在相同的时间里,分别进行放电实验。一天内,同样用于手电筒的放电,“双鹿电池”的电量还有剩余,而那个便宜电池的电量早就没了。结果表明,这些所谓的便宜货,其实并不是货真价实的。而消费者只看表面现象:便宜,不过本质:污染,人为地增加了废旧电池污染。因为:全国现在每年电池的消费量为140亿节,如果大量使用假冒伪劣的便宜电池,就会多增加两个140亿节的废旧电池!而在国家还没有妥善的办法处理之前,劣质电池购买越多,污染就会越严重。为此,我呼吁有关生产便宜电池的厂家应立即停止生产,多生产和开发出一些无污染且电量足的电池来!我提醒电池消费者:请购买无污染的电池,或者买个充电电池。调查表明:国产充电电池的价格为13元一只,进口的也只要15元一只。虽然价格高一些,但可以反复充电200次至500次,平均使用一次的价格每节只有几分钱,比便宜电池更为便宜,比普通的电池更持久,更耐用,更重要的是更有利于保护人类环境不受污染。不要为了一点“利益”而破坏环境,得不偿失啊!2、解决电池回收难的问题的几点建议:我们认为废旧电池回收问题的解决应该统筹兼顾:提高人们的环境意识是基础,制定完备的法律法规,加大有关政府部门的宣传和执法力度是保障,加速废旧电池资源再生利用技术的研究是重要条件等。具体做法如下,在公共场合,可适当粘贴一些警示语,提高人们对环境的保护,以尽量少地使用电池,还可开展一些关于回收废旧电池的公益活动,鼓励人们积极参与;政府部门应对那些制造便宜电池的厂商进行教育或者勒令他们停止生产;研制废旧电池再利用技术,通过科学技术,降低废旧电池的再生产利用的生产成本,提高经济效益,从而变废为宝。解决电池的问题,不是一朝一夕的事,更不是单单靠政府部门的努力的。这是我们大家的事!电池问题的解决,也就相当于在环保方面做出了努力。作为中学生,作为21世纪的主人,我们更应该树立环保意识,身体力行,积极加入环保行列,不做破坏环境之事,多做有益环境之事,从回收废旧电池开始,从不买劣质电池做起,为处理废旧电池努力,好好学习有关知识,争取早日研制出处理废旧电池的最佳方式乃至技术,为21世纪的地球,天蓝地绿水常清尽一份责任!最后,我想说的是,地球母亲在呼唤,世界人民在呼唤,社会大家庭在呼唤,为了你的家人,朋友,自己,保护环境,刻不容缓!关注环境,从解决废旧电池问题开始!

原电池 将化学能转变成电能的装置。所以,根据定义,普通的干电池、蓄电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中,较活泼的金属做负极(又称阳极),较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。利用原电池的原理,可制作干电池、蓄电池、高能电池等。 原电池中,可分为:一次电池,如干电池等一次性使用的;二次电池:可以反复充电使用的的蓄电池等,以及燃料电池。 原电池原理 以最简单的铜锌原电池为例: 正极:铜棒插在硫酸铜溶液中(形成了Cu2+/Cu氧化还原电对), 负极:锌棒插在硫酸锌溶液中,(形成了Zn2+/Zn氧化还原电对) 两个溶液之间用盐桥(氯化钾饱和溶液)连接,铜棒和锌棒之间用导线连接,这样就构成了原电池. 那么电子就会从负极流向正极,你要问的就是为什么电子要定向流动.不知道你学过标准电极电势的概念没有,这个值是可以通过实验测到的,由于单质锌和锌离子构成的氧化还原电对的标准电极电势比单质铜和铜离子构成的氧化还原电对的标准电极电势小是个负值(规定标准氢电极的电极电势是0),而铜电极是个正值,所以当用导线将两个电极连接起来时,由于两个电极之间电势差的存在,电子会从负极流向负极,而电流的方向是正极流向负极,与电子流动的方向相反,就像我们常说的水往低处流,就是由于高地势与低地势之间存在高度差(地势差),是个自发的过程. 利用标准电极电势还可以知道金属的活泼性,电极电势越小那么金属单质的活泼性越强,我们在化学课上学过,金属有个活动顺序表:钾,钙,钠,镁,铝,锌,铁,锡,铅,氢,铜,汞,银,铂,金;这个表就是根据标准电极电势的值来排列出来的,我们从这个表中可知在氢前的金属单质可以将氢从溶液当中置换出来,刚才说过规定标准氢电极的电极电势是0,所以在氢之前的金属与其阳离子构成的氧化还原电对的标准电极电势是小于0的,而在氢之后的金属其标准电极电势是大于0的. 参考资料:

1.电池回收的尴尬 当许多刚刚懂事的孩子,用小手小心翼翼地把电池放进电池回收箱之时,当北京百所大学联手回收电池的活动搞得如火如荼之时,当民间回收电池热情高涨,一对父女为回收电池,足迹遍布大半个中国、登世界屋脊捡电池赢得无数掌声之时,人们有没有想到,倾注无数人多年心血回收来的电池,都堆积在我国各个城市的某个角落里,几百吨上千吨的电池,默默地等待着处理,却无人理会它们。 在沉睡中腐烂 北京市从1998年开始回收废旧电池,废旧电池回收箱遍布全市。无论哪个回收点,只要回收的电池够了30公斤,打个电话,就会有车去把电池拉到集中存放地点。记者来到北京存放电池的二清集团,这里的一个垃圾站集中存放了几百吨的废旧电池,这些电池大都是一次性干电池,也有相当部分的充电电池。电池分装在七个集装箱中,已经占据了这个公司三分之一的非露天场地。废品站李站长从不同的集装中拿出一些电池,记者看到,这些电池已经开始腐烂了。就连最近收上来的电池,也表皮变软,渗出化学液体。 李站长说:“我们最发愁的是,这么多电池找不到下家!人家学生、市民辛辛苦苦地收集了送来,下边就没有人管了。这么堆放,什么时候是个头儿?这么多年,政府让我们回收电池,我们出车出人又出场地,可不能收上来就这么堆在这儿了呀!企业得讲经济效益。而且这么多电池集中在这儿,是不是也会威胁到工作人员的健康?”李站长说让记者给呼吁一下,赶紧给这些废旧电池找个“婆家”。记者问:“你认为谁来处理最合适?”李站长毫不犹豫地说:“谁污染,谁治理,生产一节电池,就应该交一份处理费!”不过,采访后,李站长还特地说:“要是没企业处理,我们还义务保存。” 网上公布了长长一串上海市回收旧电池的电活,网络满布全市。上海市集中回收电池的一位女士说,上海市3年来已经回收了100多吨旧电池,环保局说要等有条件的时候再处理;海口市环保部门有关负责人说,在无法处理这些回收上来的电池时,暂时存放在垃圾场比较安全的容器中;石家庄市有关部门对回收电池的热情很高,全市有1100个回收点,据说该市电池回收率是10%,高于全国大多数城市水平,目前石家庄的100多吨废旧电池都存放在密封的水泥箱中,里边还衬有塑料薄膜。 记者采访了许多城市的环保部门,都处于集中回收后的等待状况。 收还是不收——电池行业的激烈交锋 针对电池回收,我国电池行业有两派观点正在激烈争论。 一派认为集中回收一次性电池意义不大,在没有条件处理的情况下,集中回收会造成集中污染。一些专家认为,目前回收量最大的干电池,其主要成分是铁、锌、锰,还有微量的汞。这种电池汞含量不高,没有必要集中回收。铅酸蓄电池和对人体健康危害非常大的镍镉电池应该回收。高汞电池中的汞含量只有电池总量的千分之一,随垃圾填埋后,电池里的重金属进入填埋场渗液数量非常小,并不构成污染。而回收处理废旧电池成本过高,从经济角度看无利可图,何况在回收过程中还可能产生二次污染。 中国电池协会有关负责人说,目前我国的一次性干电池已经基本做到低汞化,正在迈向无汞化,随垃圾分散处理不会对环境产生威胁。更应该做的是从生产龙头上消灭污染,即实现无汞化。由于回收一性电池的费用很高,没有经济杠杆刺激企业来回收利用一次性电池,事情很难办。需要回收的是那些对环境污染大的充电电池及铅酸电池。一些专家还举例说目前一些发达国家也不集中回收一次性电池。 环保部门有关负责人认为,既然要达到无汞化,那么对一次性电池的回收不支持也不反对。这种观点,似乎是对目前我国民间回收电池巨大热情颇有意味的嘲讽。 另一种观点认为,无论哪类电池,都必须坚持回收。 这派观点的专家认为,虽然1997年我国轻工总会、国家经贸委等九部委联合发出《关于限制电池汞含量的规定》,要求电池制造企业逐步做到降低电池汞含量,2002年达到低汞水平,2005年达到无汞化。但我国的现状是,绝大部分民用电池是一次性电池,而且电池的无汞化进程并不乐观。据调查,目前我国1000多家电池生产企业中,在中国电池协会注册的仅300多家。虽然大电池企业生产的电池目前都做到了低汞化或无汞化,但大量小企业生产的电池还存在高汞现象。河北省干电池检验站高级工程师张虎说,目前我国电池含汞量参差不齐,有的质量非常好,小于百万分之一;有的极差,高于低汞电池标准的20倍,高于无汞电池标准一万倍。 记者了解到,我国目前能批量生产低汞无汞的大电池厂家还不到15%。不久前国家工商局对电池的一项调查显示,我国市场上的电池有20%达不到标准。所以,用已实现电池无汞化的发达国家不回收一次性电池的经验来套我国现实,还不合国情。有关专家认为电池中不仅汞会造成污染,锌、锰、镉、铅等随生活垃圾腐烂渗入地下,超过一定的限值,也会造成污染。这些有害物质随着食物链进入人体,极大威胁着人的健康。 目前我国垃圾处理方式水平较低,九五期间,我国垃圾年产生量为1.4万吨,处理率为63%,但真正做到无害化处理的不到10%。我国大中城市的近千座垃圾填埋场中,90%仍是简易堆放,这种原始的处理方式极容易造成大面积污染。把废旧电池与生活垃圾一同处理后患无穷。专家认为,大量旧电池都随着垃圾到垃圾场,也是一种集中,怎么就不可能产生污染?北京市政管委会有关负责人郑先生说,把废旧电池集中起来,等有了条件再处理,这样比分散更安全。 从资源利用的角度上,电池回收也得到许多专家的肯定。北京科技大学的曾平荣教授说,目前国内生产的电池中90%以上是干电池,不可能对环境无污染。而且,对这些电池不回收利用也是巨大的资源浪费。3000吨废旧电池可以回收杂锌锭141吨、冶金二氧化锰300吨、铁皮260吨、电解锌181吨、电解二氧化锰340吨、铁皮500吨,价值相当于国家开发两个中型矿山的费用,更何况这些都是不可再生的一次性资源。 我国目前年消费电池80亿只左右,平均回收效率还不到2%,99%都随生活垃圾一起进入了垃圾填埋厂。就是这2%,已经让管理部门处于尴尬处境。 企业不愿干处理废旧电池的赔本事 既然许多环保部门都认为应该谁污染谁治理,那么,从法理上应该承担废旧电池处理的企业怎么想呢?记者采访了一些电池企业。 北京金普电池有限公司有关负责人说,回收处理废旧电池,是赔本的事儿,因为技术设备都不配套,收回来不及时处理,也都烂了。而且,国家对回收处理电池也没有补贴,回收成本太高,现在是市场经济,企业怎么能干无效益的事儿?天津力神电池企业有关负责人说:“我们只卖电池,收电池不是我们的事。”大电池企业大都持以上观点,有的接电话之人甚至不知电池回收之事。 我国有名的废弃物处理公司大连东泰公司说,废旧电池的处理费用太高,做这事没有效益,没有国家优惠政策,谁干谁亏。 有人想当唐吉诃德 当大电池企业都对处理废旧电池不感兴趣时,民营的北京东华鑫馨劳务服务有限公司却建立起了我国第一个,目前也是惟一的一个废旧电池处理厂。 其董事长王自新有“环保狂人”之称。之所以“狂”,就是敢做别人不做之事。王自新在北京建立起了几百个废旧电池回收点,建立了废旧电池回收电话,以至于记者把电话一打到北京市环保局,人家立即就把王自新的电池回收热线电话告诉记者。王自新对记者说,为了对后人负责,他要在废旧电池的产业化上做一番事业,为此现在已经把自己的几百万财产全部投入进去。他说,只有建立废旧电池回收利用的产业链,才能把这个事业进行下去。 王自新说:“大量一次性电池不回收,污染环境不说,还浪费了大量资源。每节电池中含有22%的锌、26%的锰、17%的铁,如果不处理就扔了,等于每年白白把几千万吨的有用原料都扔了,这可是从几万吨矿石中提炼出来的呀!这绝对是个朝阳产业,国营企业不做的事,我们民营企业要做!” 王自新以前学医,深入研究过废旧电池对人体的伤害,后来改做化工企业,又研究过废电池的利用。1999年,他开始了废旧电池回收利用的事业。 王自新走着一条布满荆棘的道路。他的废旧电池回收企业建立在河北易县,虽然技术设备都已经到位,却迟迟开不了工,原因是当地有关部门反对。当地有关部门认为,废旧电池处理企业肯定会产生污染。尽管这个企业的排放条件完全合乎国家标准,也不让生产。王自新曾想迁址,但到哪个地方,一说是废旧电池处理企业,人家就都不让进门了。王自新无奈地说:“不知道我的家到底能落在哪儿!”不过,他没有灰心,正在努力用最新的工艺让企业达到最严格的排放标准,然后争取得到国家环保部门的认证。他说要探索一条中国独特的处理废旧电池之路。 王自新还告诉记者,最近,他正准备在北京办一个电池回收处理企业,吸收下岗人员就业。他解释自己企业名字的含意义:第一个“鑫”字是财源兴盛之意,第二个“馨”是温馨之意。他说要办的是一个社会效益与经济效益双赢,充满人情味儿的企业。 当然,环保企业进入良性循环离不开国家政策支持。 记者问:“如果国家将来出台的政策不鼓励一次性电池集中回收呢?”他说:“那很可怕,因为这就意味着我的原料没有了。” 有税务部门问王自新:“民营企业,没利的事能干长吗?” 王自新说:“我把回收处理废旧电池当成事业。” 他充满激情地对记者说:“我现在就是当代的唐吉诃德,举着长矛冲刺。”他所挑战的,除了复杂的社会环境,还有观念的壁垒。 王自新对废旧电池产业链的每一个链条,都有详细的方案,力图做到让利益机制来运转电池的回收网络。他给北京市长写信说,到2008年,北京市的废旧电池回收率要达到50%。 看看国外怎么做 记者查了一些资料,让我们看看国外如何回收电池。 目前日本、美国和欧洲的锌锰干电池已全部实现了无汞化,对废旧电池的资源化利用主要集中在铅蓄电池和充电电池上。但日本却仍然坚持对一次性电池的回收和再生利用,对一次性电池的再生利用率达到50%左右。有专家认为,发达国家不回收一次性电池,从资源节约上说,也是不可持续发展的行为。 对铅酸电池、镉镍电池的回收。在美国,用户如不把废旧电池交回给制造商、零售商或者批发商,每买一节新的蓄电池要多付3—5美元。所以美国的蓄电池回收率几乎达100%。德国电池条例第6条规定,使用者没有归还废旧电池,销售者可以在售给其新电池时加收15马克的费用。意大利在1998年11月颁布了一项蓄电池回收法律,并根据该法建立了COBAT的联合会,其中50%的成员是再生铅冶炼厂,30%是蓄电池制造厂,10%为废料商,其余为蓄电池零售商。顾客在买蓄电池时要交附加税。瑞典早在1989年就颁布了一项旨在促进电池回收的returbatt计划,要求所有电池零售商回收废电池并对每节铅蓄电池征收35马克朗的税,这使瑞典的电池回收率在1991年就达到了100%。 有专家认为,发达国家不处理一次性电池,这种做法与我国国情不相符,因为目前我国一次性电池在电池消费中所占比重达97%。在吸取发达国家回收电池的经验同时,要结合我国国情才有意义。况且,在我国目前电池回收率如此之低的情况下,普及电池回收知识才是当务之急。 电池回收的尴尬局面,何时才能打破? 2.近两年,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害,这些报道在社会上引起了很大反响,有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。 现在我来为大家介绍一下电池吧:电池是一种将化学能直接转变成电能的装置。它可分为充电池和非充电池。下面我们要研究一下非充电池的结构了,主要分三个层次:一是最外的一层 “ 皮 ” 也是我们所说的壳,二是供反应化学物质,被壳包住,中间的是石墨电极。当化学物质反应之后转变成电能由石墨电极输出在外电路形成回路形成电流:电池就是工作了。非充电池分为:镍氢电池,镍镉电池。 电池再也不能供电了,成了一颗废电池,通常情况下人们就随手一丢,再买过另一颗新的。大多数人会说,这是很正常的哩。但他们没有想到,就在那举手投足之下,也是在破坏他们的家园 —— 地球。也许有人会问: “ 就这么一个小东西对于地球来说,能有什么了不起呢!还说什么破坏? ” 电池看上去并不那么具有破坏力,但是看东西不能全看表面。废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等。当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀了,其中的成分就会渗透到土壤和地下水,人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水,这些有毒的重金属就会进入人的体内,慢慢的沉积下来,对人类健康造成极大的威胁!据测量一节一号电池烂在土壤里,可以使 一平方米 土地失去利用价值;一个扣钮电池可以污染 60 万升水,相当于一个人一生的饮水量。就近全球 50 亿人来计每个月每人丢一颗电池,一年累积下来 600 亿颗电池,对地球的破坏力可说是很大的了,其对人类健康危害造成的后果更难以想象了,据统计,仅 北京市 每年因废电池而进入自然环境的汞竟然达到 29.6 吨,这数目不能不让人头痛。所以废旧电池是不可以随意丢弃的。 同学们,让我们的家园不受废电池的危害吧!

水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池,其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极,其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度,且具有足够大的比表面积,能够吸附大量的染料,并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用,许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中,锐钛矿相的光电活性最好,最实用于染料敏化太阳能电池中,所以在制备纳晶TiO2 时,金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长,许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶,其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是,如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中,采用水热法基础上,分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶(TBP)、OP乳化剂(Triton X-100)(AR,均购于中国医药集团上海化学试剂公司);敏化染料(cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2],SOLARONIX SA.);四甲基氢氧化铵(TMAOH)(25 %)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)(20 %)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)(10 %) (均购于中国医药集团上海化学试剂公司);可控温磁力搅拌器(C-MAG HS4,德国IKA);马弗炉(上海实验电炉厂);100 W 氙灯(XQ-100 W,上海电光器件有限公司);导电玻璃基片(FTO,15 Ω/cm2,北京建筑材料研究院);X 射线粉末衍射仪(XRD) D8-advance(Bruker 公司);扫描电子显微镜(SEM)S-3500N(日本日立公司);透射电镜(TEM)JEM-2010(日本);红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer;紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分3.1 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11],把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟([H2O]/[Ti(OBu)4] = 150),过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下,把所得到的沉淀加入到pH=13.6的含有有机碱的溶液中,在100 °C搅拌24小时,得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜(填充度小于80%)。在200 oC水热处理12小时。水热处理后,得乳白色混合物并伴有鱼腥味,这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯,经50 oC浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100,搅拌至均匀,得稳定的TiO2纳晶浆体。3.2 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖,通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12],中间留出约1×1 cm2空隙,将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物,冷却至80 ?C,经过仪器测量,薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在TiO2上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜,制备的薄膜平均厚度在4.5微米左右,将其重新用透明胶带覆盖,把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在1.5微米左右,热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。3.3 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极,以镀铂电极为对阴极[13],将染料敏化电极与对阴极用夹子固定,在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以0.5 mol/L LiI+0.05 mol/L I2+0.2mol/L TBP为溶质的液态电解质,封装后即得到染料敏化太阳能电池。3.4 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器,其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量,记录其短路电流ISC和开路电压VOC,并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。3.5 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构,测试条件为:Cu Kα(λ=1.5405 ?),电压:40 KV,电流:40 mA。扫描速度:6?/min,扫描范围:10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱,测试条件:400-4000 cm-1,软件:OMNIC 6.0,扫描次数30 次。采用JEM-2010(日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计(UV-3100)测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度:10 ℃/min,范围:室温至1000 ℃,测试仪器:SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论4.1 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素,其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现,四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图,a 图是采用TMAOH 做胶溶剂,b 图是采用TEAOH 做胶溶剂,c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出,在相同pH 值下,不同的有机碱做胶溶剂时,制备的纳晶明显不同,这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响,而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长,TiO2 纳晶的粒径减小,并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体,颗粒宽12-20 nm,粒子长20-40 nm,如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀,而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的,粒子宽度8-10 nm,长度10-25 nm,如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时,即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则,多为正方体,粒子大小一般在5nm 左右,如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中,有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上,而烷基链的长短不同吸附的能力不同,吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6],烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大,则会阻碍晶体的生长,所以随着有机碱烷基链的长度的增加,纳晶颗粒在不断的减小;并且研究发现,胶溶剂的浓度不能太大,太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。4.2 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图,a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD,b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出,2θ = 25.3°是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰,但是还有一些其它的杂峰,这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后,a 图中的杂峰就消失,TiO2 在2q =25.3°,37.55°,47.85°,53.75°,55.05°和62.35°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符,说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿,没有金红石相和板钛矿相出现,制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中,采用硝酸做胶溶剂,制备的纳晶TiO2 中,含有少量的金红石相和板钛矿相,而这两种的光电性能较差,影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加,样品的特征衍射峰宽逐渐变大,并且衍射峰值逐渐减小,这表明制备纳晶颗粒不断减小,这与TEM 的结果一致。4.3 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图,(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时,(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时,光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知,三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键,但随着在450 °C 热处理1 小时后,这些化合键就消失了,而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近,没有出现宽的吸收带,如图3(b)所示,这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相,吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b),所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了,这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后,可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时,而没有进行任何热处理的。从图中可以看出,有两个失重过程。第一个过程是100~250 °C 之间的明显失重,可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250~400 °C 之间的失重,是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用,这些有机物包裹着氧化物,当温度达到400 °C 时,这些键和作用才会消失,有机物完全分解,这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现,在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同,在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的,这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同,表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14],这与TEM 的结果一致,在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大,这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多,所以在进行热分解时失重较多;而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多,表面积又小所以吸附的有机物就会减小,所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C,500 °C,700 °C,800 °C,900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中,峰位于2θ=25.3°是锐钛矿相的特征衍射峰,峰位于2θ=27.4°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知,TiO2 纳晶在800 °C 烧结前,晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后,才出现了金红石相晶型,这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶,在烧结温度达600 °C 时,锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了,这一稳定性说明,可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结,而不改变其晶型,即没有金红石型纳晶出现。4.4 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析,实验得出,在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1,但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致,颗粒大小如图1 所示,这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现,吸附的染料(RuL2(SCN)2)的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少,把敏化的电极在5 mL 0.05 mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附,之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析,UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大,结果显示,采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少,这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合,但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大,但是后者却比前者所吸附的染料多,这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm,所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。4.5 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶,并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究,如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下,三种电池的短路电流分别为10.7、13.1、10.4 mA/cm2,开路电压分别为0.779、0.700、0.698V,填充因子分别为0.52?0.62?0.60,光电转换效率分别达到了4.4%?5.67%?4.4%。从实验结果可知,采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知,采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低,但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为(1)用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中,制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密,这样就提高了电子在薄膜中的传播速度;(2)较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多,研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比,吸附的染料越多,则产生的光电流越大,用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多,所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高,电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料,以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池,并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响,采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同,研究发现,随着烷基链的加长,纳晶的形貌开始变得规整,粒径也减小,但是有机碱的浓度不能太大,浓度过高时,会使制备的纳晶出现团聚,所以在使用有机碱做胶溶剂时,采用的是在pH=13.6 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现,吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后,有机物分解完全,这说明在制备纳晶多孔薄膜时,有机物分解完全,多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多,电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到13.1 mA cm-2,光电转换效率达到5.67%,比其它两种电池的光电转换效率要高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到

论文研究成立的条件

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一、毕业论文撰写结构要求1、题目:应简洁、明确、有概括性,字数不宜超过20个字。2、摘要:要有高度的概括力,语言精练、明确,中文摘要约100—200字;3、关键词:从论文标题或正文中挑选3~5个最能表达主要内容的词作为关键词。4、目录:写出目录,标明页码。5、正文:专科毕业论文正文字数一般应在3000字以上。毕业论文正文:包括前言、本论、结论三个部分。前言(引言)是论文的开头部分,主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识,并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要,篇幅不要太长。本论是毕业论文的主体,包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析(讨论)等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果,分析问题,论证观点,尽量反映出自己的科研能力和学术水平。结论是毕业论文的收尾部分,是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文,加深题意。6、谢辞:简述自己通过做毕业论文的体会,并应对指导教师和协助完成论文的有关人员表示谢意。7、参考文献:在毕业论文末尾要列出在论文中参考过的专著、论文及其他资料,所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。8、注释:在论文写作过程中,有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。9、附录:对于一些不宜放在正文中,但有参考价值的内容,可编入附录中。二、毕业论文撰写格式要求1、毕业论文一律打印,采取A4纸张,页边距一律采取:上、下2.5cm,左3cm,右1.5cm,行间距取多倍行距(设置值为1.25);字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准),封面采用教务处统一规定的封面。2、字体要求论文所用字体要求为宋体。3、字号第一层次题序和标题用小三号黑体字;第二层次题序和标题用四号黑体字;第三层次及以下题序和标题与第二层次同;正文用小四号宋体。4、页眉及页码毕业论文各页均加页眉,采用宋体五号宋体居中,打印“河北大学XXXX届本科生毕业论文(设计)”。页码从正文开始在页脚按阿拉伯数字(宋体小五号)连续编排,居中书写。5、摘要及关键词中文摘要及关键词:“摘要”二字采用三号字黑体、居中书写,“摘”与“要”之间空两格,内容采用小四号宋体。“关键词”三字采用小四号字黑体,顶格书写,一般为3—5个。英文摘要应与中文摘要相对应,字体为小四号Times New Roman。6、目录“目录”二字采用三号字黑体、居中书写,“目”与“录”之间空两格,第一级层次采用小三号宋体字,其他级层次题目采用四号宋体字。7、正文正文的全部标题层次应整齐清晰,相同的层次应采用统一的字体表示。第一级为“一”、“二”、“三”、等,第二级为“1.1”、“1.2”、“1.3”等,第三级为“1.1.1”、“1.1.2”等,具体格式要求详见模板(模板从河北大学教务处主页下载专区下载)。8、 参考文献参考文献要另起一页,一律放在正文后,在文中要有引用标注,如××× [1],具体格式要求详见模板9、外文资料及译文外文资料可用A4纸复印,如果打印,采用小四号Times New Roman字体,译文采用小四号宋体打印,格式参照毕业论文文本格式要求。10、图、表、公式图:a. 要精选、简明,切忌与表及文字表述重复。b.图中术语、符号、单位等应同文字表述一致。c. 图序及图名居中置于图的下方,用五号字宋体。表:a.表中参数应标明量和单位的符号。b.表序及表名置于表的上方。c. 表序、表名和表内内容采用五号宋体字。公式:a.编号用括号括起写在右边行末,其间不加虚线。b.公式中的英文字母和数字可以采用默认的字体和字号。图、表与正文之间要有一行的间距,公式与正文之间不需空行;文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如:图2-5,表3-2,公式(5-1)(“公式”两个字不要写上)等。若图或表中有附注,采用英文小写字母顺序编号。11、标点符号注意中英文标点符号的区别,不能混用。三、毕业论文装订存档要求毕业论文按以下顺序侧面用铁质装订夹装订归档:封面→中摘要→关键词→目录→正文→谢辞→参考文献→注释→附录→外文资料及译文→毕业论文成绩评定表。

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完成论文所具备的条件因素有:

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写论文注意以下几点:

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2、论文写作过程中避免出现感叹号。论文应以陈述语句为主,出现语气叹词瞬间降低论文的层次,问句主要在写文章的结构和结论的时候使用,其他的地方能少就少。

3、杜绝排比句,排比句很没有逻辑,尤其是文科论文写作过程中,出现排比句会让别人将论文当成作文,切记,论文不是作文。

4、接引用不超过文章全文的百分之十五到二十,间接引用不超过百分之三十。直接引用和间接引用主要放在文章的前人研究成果的部分。避免直接引用,一个小技巧就是把直接引用放在注解里面。

1、专业知识:语言文学专业学术论文要研究、解决专门性的学术问题,没有专门、系统的专业知识是写不好的。进人大学学的就是系统的专业知识,按道理说,也就具备语言文学专业学术论文写作的基本条件。

2、写语言文学专业学术论文,必须迅速强化科研意识。语言文学专业学术论文写作,不能重复已有的知识,不能人云亦云,缺乏创见。

3、理论思维是解决理论问题,完成理性认识的思维,要站在一定的理论高度去分析、研究客观事物,并将一般事物上升到理论的高度。

扩展资料:

注意事项:

1、毕业论文要求绝对原创,考生不能抄袭他人的研究成果,更不能由别人代写,在毕业论文答辩之前,评审委员一般会检测论文内容。一旦论文被认定为抄袭,就会被判定为不合格,并取消再次申请答辩的资格。

2、选择论文题目时,考生要考虑研究兴趣和学术能力,在和指导老师协商确认后选定。所选题目范围要尽量小,这样才能从点切入把论文写精。

3、学术能力强的考生要尽量使选题贴近现实,更加新颖,更具实用价值。对某一领域有特别兴趣的考生,可以尝试跨学科的选题,拓展专业宽度。

参考资料来源:百度百科-论文格式

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