本書為”新能源科學與工程教學叢書”之一。本書涵蓋化學、物理、材料等交叉學科的相關知識，包括實驗室守則等實驗基礎知識、儀器的操作規(guī)范及注意事項等新能源實驗基本操作技術、新能源材料分析表征技術、新能源常見材料制備方法、新能源綜合實驗五個方面，旨在使讀者了解新能源科學的研究方法和實驗技術，加深對能源實驗科學與技術知識的理解�；貧w分析本書為”新能源科學與工程教學叢書”之一。本書涵蓋化學、物理、材料等交叉學科的相關知識，包括實驗室守則等實驗基礎知識、儀器的操作規(guī)范及注意事項等新能源實驗基本操作技術、新能源材料分析表征技術、新能源常見材料制備方法、新能源綜合實驗五個方面，旨在使讀者了解新能源科學的研究方法和實驗技術，加深對能源實驗科學與技術知識的理解。
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目錄
叢書序
前言
第1章新能源
實驗基礎知識1
1.1新能源知識簡介1
1.1.1傳統(tǒng)能源與新能源1
1.1.2新能源儲存與轉(zhuǎn)化5
1.2電池簡介7
1.2.1一次電池7
1.2.2二次電池9
1.2.3燃料電池10
1.2.4太陽能電池14
1.2.5超級電容器14
1.3實驗室守則15
1.3.1實驗前準備工作15
1.3.2實驗過程中注意事項15
1.3.3實驗后檢查整理16
1.3.4實驗室開放管理16
1.4實驗室安全須知17
1.4.1危險化學品安全17
1.4.2實驗室用電安全20
1.4.3實驗室消防常識20
1.4.4實驗室安全急救22
1.4.5新能源實驗的“三廢”處理24
1.5實驗室水、試劑、氣體鋼瓶、熱源的使用方法26
1.5.1實驗室用水26
1.5.2化學試劑27
1.5.3氣體鋼瓶30
1.5.4熱源31
1.6實驗數(shù)據(jù)處理33
1.6.1誤差的基本概念33
1.6.2精密度與偏差35
1.6.3有效數(shù)字及運算規(guī)則37
1.6.4可疑值的取舍38
1.7實驗預習、記錄和報告39
1.7.1實驗預習39
1.7.2實驗記錄39
1.7.3實驗報告39
1.7.4實驗報告示例40
第2章新能源實驗基本操作技術41
2.1常用器皿41
2.1.1反應器皿41
2.1.2稱量及收集器皿44
2.1.3分離提純器皿47
2.1.4滴定器皿49
2.1.5玻璃器皿的洗滌及干燥50
2.2常用設備51
2.2.1反應及輔助設備51
2.2.2加熱設備53
2.2.3球磨設備57
2.3常見實驗操作58
2.3.1分離、提純操作58
2.3.2特殊環(huán)境操作66
2.4化學成分滴定70
2.4.1滴定分析概述70
2.4.2滴定方法71
2.4.3標準溶液的配制72
2.4.4滴定終點判斷73
2.4.5滴定操作74
2.4.6三元正極材料中鎳鈷錳含量的滴定75
2.5基本理化性質(zhì)測量77
2.5.1熔、沸點的測定77
2.5.2密度的測定81
2.5.3電解質(zhì)溶液電導的測定82
2.5.4溶解度的測定84
2.5.5相變與熱分解溫度的測定85
2.5.6氣體定壓比熱容的測定89
2.5.7空氣絕熱指數(shù)的測定92
2.6機械與力學測量93
2.6.1納米硬度的測量93
2.6.2彈性模量的測量96
2.7電化學測量98
2.7.1恒電位儀98
2.7.2電化學阻抗譜100
2.7.3充放電儀101
第3章新能源材料分析表征
實驗104
實驗1薄膜材料形變測量104
實驗2四探針法測量材料電導率105
實驗3材料介電常數(shù)測量108
實驗4電解液黏度測量110
實驗5能源材料粒徑分析113
實驗6X射線衍射與能源材料物相分析116
實驗7掃描電子顯微鏡在能源材料表面形貌分析中的應用118
實驗8透射電子顯微鏡在能源材料微結(jié)構(gòu)分析中的應用121
實驗9原子力顯微鏡觀察電極表面形態(tài)124
實驗10接觸角與表面能的測定126
實驗11氮氣吸附在能源材料孔結(jié)構(gòu)和比表面積分析中的應用129
實驗12紫外-可見光譜在能源材料分析表征中的應用132
實驗13拉曼光譜在能源材料分析表征中的應用134
實驗14紅外光譜在能源材料分析表征中的應用137
實驗15固體核磁共振譜在能源材料分析表征中的應用139
實驗16能源材料的X射線光電子能譜分析141
實驗17PbTe熱電材料的性能測試144
實驗18電極材料的元素成分分析147
實驗19氣相色譜法檢測CO2電催化反應產(chǎn)物149
實驗20熱分析技術在能源材料熱穩(wěn)定性與相轉(zhuǎn)變分析中的應用152
實驗21程序升溫脫附法在表征固體催化劑中的應用154
第4章新能源材料制備
實驗157
實驗22溶膠-凝膠法制備納米氧化鋅157
實驗23氧化石墨烯與還原氧化石墨烯的制備、表征與性能測試161
實驗24水熱法制備MnO2納米線164
實驗25溶劑熱法制備MoS2微/納米材料166
實驗26氧化鋁硬模板法制備一維納米陣列169
實驗27介孔鈦硅分子篩的合成與表征173
實驗28電沉積法制備Cu薄膜材料176
實驗29導電聚合物材料聚吡咯的制備179
實驗30沉淀晶化法制備球形Ni(OH)2181
實驗31共沉淀法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正極材料前驅(qū)體184
實驗32固相法制備LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正極材料186
實驗33LiFePO4顆粒的制備及表面包覆189
實驗34靜電紡絲法制備Li3V2(PO4)3纖維材料192
實驗35噴霧干燥法制備尖晶石LiMn2O4正極材料195
實驗36固態(tài)電解質(zhì)Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3陶瓷的制備197
實驗37電弧熔煉法制備AB5型稀土系儲氫材料199
實驗38高速球磨法制備鎂基合金儲氫材料202
實驗39熱電材料的制備204
實驗40壓電材料的制備206
實驗41稀土發(fā)光粉體材料的制備209
實驗42化學氣相沉積法制備碳納米管211
實驗43原子層沉積法制備負載型催化劑215
實驗44硅薄膜的磁控濺射制備218
實驗45全無機鈣鈦礦太陽能電池材料的制備220
第5章新能源綜合
實驗225
實驗46鋰離子電池電解液的配制及電導率測試225
實驗47扣式鋰離子電池的組裝及性能測試227
實驗48三元正極材料的熱穩(wěn)定性測試231
實驗49循環(huán)伏安法在化學電源研究中的應用233
實驗50交流阻抗法測試鋰離子擴散系數(shù)235
實驗51恒電流間歇滴定技術測試離子擴散系數(shù)236
實驗52電催化分解水制氫238
實驗53旋轉(zhuǎn)圓盤電極測試氧還原242
實驗54空氣電極制作與鋅空氣電池模型器件組裝246
實驗55二氧化碳電催化還原制備甲酸249
實驗56電催化還原氮氣合成氨251
實驗57鋰硫電池的組裝與測試255
實驗58超級電容器電極材料物理性能與電化學性能測試257
實驗59TiO2光催化有機染料降解259
實驗60金納米顆粒的制備及表征263
實驗61新型生物航空煤油催化劑的制備與性能測試265
實驗62金屬有機骨架材料用于有機物吸附與分離測試267
實驗63儲氫材料的吸放氫性能測試269
實驗64晶硅太陽能電池性能測試272
實驗65鈣鈦礦太陽能電池制作277
實驗66準穩(wěn)態(tài)法測定材料的導熱性能280
實驗67穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料的導熱系數(shù)284
實驗68生物質(zhì)熱值的測定288
實驗69換熱器綜合
實驗289
實驗70雷諾
實驗293
實驗71伯努利方程演示
實驗296
實驗72流體力學模擬仿真
實驗298
實驗73鋰離子電池模擬仿真
實驗301
參考文獻308
附錄317
附錄1常用危險化學品標志317
附錄2不同種類化學和物理電源的型號及尺寸319
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