液态水是进行化学反应的最重要介质与溶剂之一,也是研究在凝聚(液)态中进行化学反应的主要对象。在不同的外界条件下(特别是极端条件下),液态水的组成、结构与性能会发生很大的变化,促使在其中进行的化学反应呈现不同的特点,因而形成了温和条件下、水热条件下(Hydrothermal condition)与超临界水热条件下(Supercritical water codition)三大类型反应的凝聚态化学。本文立足凝聚态,讨论了在温和(一般)条件下,液态水与水溶液的组成、结构与性能对发生于其中的化学反应(包括溶解与结晶反应、盐类复分解反应、酸碱反应、沉淀反应、成胶与晶化反应、水解反应、氧化-还原反应以及配位化学反应)的影响,包括对反应物存在状态与化学活性,化学反应的过程与机理,反应的中间与最后产物的组成、结构等造成的影响,以及产生的结果与规律等有关的反应化学。通过这些讨论我们提出应从凝聚态的角度看待发生于液态水溶液中的化学反应,并希望这种新视角对研究在其他类型液体(诸如有机溶剂、离子液体、分子熔体等)中进行的化学反应时有所帮助,同时能加强彼此间的交流、讨论与批判,协力为推动以液态为主要研究对象的凝聚态化学的研究与学科建设提供有益的基础。
将醋酸镍和葡萄糖溶于水中,与氧化石墨烯(GO)水悬浮液均匀混合,在180℃下水热处理24 h,再在Ar中700℃下炭化3 h,然后在空气中300℃下煅烧3 h得到三维Ni/NiO@C/GN。结果表明,水热处理过程中葡萄糖衍生的炭层将Ni(OH)2完全包裹,并在炭化过程中转化为金属Ni,部分金属Ni在空气中煅烧中被氧化为NiO。当作为锂离子电池的负极材料时,其初始容量为711.6 mA h g^(-1),300次循环后增加到772.1 mA h g^(-1)。作为对比,没有添加GO的材料的初始容量较低,仅为584.7 mA h g^(-1),300次循环后下降到148.8 mA h g^(-1)。这些结果表明炭层可以抑制Ni/NiO纳米颗粒的团聚,有效缓解锂化过程中的体积膨胀,抑制循环过程中的电极开裂。GO的加入可形成丰富的导电网络,提高导电性。较大的比表面积可增加活性位点,有利于电解液快速浸润电极材料。这些因素显著改善了Ni/NiO@C/GN负极的电化学性能。
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