Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料组织结构和吸波性能的影响

研究了Co掺杂对还原氧化石墨烯(RGO)/Fe3O4复合材料结构、形貌和吸波性能的影响规律.采用一步水热法分别制备RGO/Fe3O4和Co掺杂的RGO/Fe3O4复合材料,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析Co掺杂对复合材料的微观形貌、相组成及表面元素价态的影响;利用矢量网络分析仪测定两种复合材料在2～18GHz频率范围内的相对复介电常数和复磁导率,模拟计算了Co掺杂对RGO/Fe3O4复合吸波性能的影响规律.结果表明:部分Co参与了水热反应生成了CoCO3、Co3O4和Co2O3,还有部分Co以单质形式存在,其通过正负电荷吸引机制,影响Fe3+在氧化石墨烯(GO)表面的配位,使得负载在还原氧化石墨烯(RGO)表面的Fe3O4纳米颗粒部分迁移至RGO片层间;Co掺杂改善了复合材料的导电能力和磁损耗能力,使复合材料的吸波能力显著增强.反射率模拟结果表明:掺杂后与掺杂前相比,当匹配厚度d=2.00mm时,最大反射损耗提高3.44dB,有效吸收频带拓宽2.88GHz;当匹配厚度d=2.50 mm时,最大反射损耗提高8.45 dB,有效吸收频带拓宽2.73GHz.Co掺杂对RGO/Fe3O4复合材料的结构和形貌有显著影响,并有效改善复合材料的吸波性能.     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的微波烧结

以纳米WC-10Co复合粉末、YSZ纳米粉末、Al2O3亚微粉末与工业Ni粉为原料,采用微波烧结＋热等静压处理制备性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,研究微波烧结、微波烧结＋热等静压处理对Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的组织结构和力学性能的影响。研究结果表明：WC-10Co（10%,质量分数）,YSZ（30%）,Al2O3（55%）与Ni（5%）复合粉末高能球磨后,经过微波烧结＋热等静压处理,可以得到平均晶粒度小于1.5μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,其相对密度为98.4%,洛氏硬度为HRA 94.0;微波烧结＋热等静压可以有效地消除微波烧结造成Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷中的孔隙,提高复合材料的密实度和力学性能,而且金属陶瓷的晶粒基本没有异常长大。     

聚合物电解质室温电导率的研究

采用交流阻抗方法研究了微米级Al2O3微粒掺杂的聚环氧乙烷（PEO）10－LiClO4-Al2O3复合聚合物电解质体系。和（PEO）10LiClO4体系相比,（PEO）10－LiClO4-Al2O3体系的室温导电率增加。同时还对交流阻抗谱图的模拟等效电路进行了讨论。     

新型NjCo2O4电极析氧反应机理

在贱金属铁基上表面化学镀Ni Co P ,然后通过化学复合镀制得Ni Co P Al2 O3中间层 ,复合镀层用 5mol·L- 1NaOH溶液浸出 ,可制得新型Ni Co P微孔活性中间层 ,在中间层上再涂覆匹配性较好的NiCo2 O4表面活性层 ,该活性层是由一定Ni(NO3) 2 和Co(NO3) 2 的量配比通过高温热解而成 .为考察该电极在碱性溶液的析氧反应机理 ,通过恒电位阶跃实验I～t曲线求出了不同时间下的电量Q ,由Q对t1 / 2 作图得Q t1 / 2 曲线 .结果证明 ,Q t1 / 2 曲线为不通过坐标原点的直线 ,说明该析氧电极反应为典型的不可逆反应 .通过对析氧电极反应假想模型进行动力学推算及实验 ,初步确定了电极反应的速度控制步骤 .     

不同形貌纳米Al2O3负载的钴基催化剂费-托合成催化性能研究

通过水热法合成了不同形貌（纤维、棒、片）Al2O3纳米材料,用满孔浸渍法负载钴基催化剂（Co/Al2O3）,采用透射电子显微镜（TEM）、氮气物理吸附（N2-physisorption）、X-射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）等方法对催化剂表征,并在固定床反应器上测试其费-托合成催化性能.结果表明：载体Al2O3形貌影响Co3O4晶粒大小、催化剂还原性能和催化活性,Al2O3纳米纤维负载的催化剂上Co3O4晶粒最小,催化剂表面的钴金属活性位数量最多,费-托合成催化活性最高.     

Αl掺杂对氧离子导体La2Mo2O9的氧离子扩散和导电性能影响

主要研究了Al掺杂效应对氧离子导体La2Mo2-yAlyO9-δ(y = 0.1, 0.2, 0.3)的影响,从XRD、DSC和介电测量中发现,Al3+在La2Mo2O9中的固溶度只有10 mol%, 且不能抑制纯La2Mo2O9的α/β相转变;在La2Mo2-yAlyO9-δ(y = 0, 0.1, 0.2)的介电损耗-频率谱中发现一Pd峰,其机制对应着氧离子的短程扩散,Al掺杂后La2Mo2O9样品的激活能比纯La2Mo2O9的要低,同时对应的电导率比纯La2Mo2O9高.     

陶瓷颗粒表面涂层处理的新方法

用自制的化学气相沉积装置在Al2O3颗粒表面分别获得了TiN、Ni、Fe三种涂层,并用耐热钢对有涂层的Al2O3颗粒进行了负压铸渗实验,获得了Al2O3颗粒/耐热钢基复合材料.所得复合材料颗粒分散均匀、结合良好,表现出颗粒表面涂层处理新方法在复合材料制备中的有益作用     

MnOx-M/AC(M=La,Ce,Co,Ni)氧还原催化材料的制备及性能

用热解法制备了掺杂La、Ce、Co、Ni等元素的氧还原催化材料MnOx/AC,并采用XRD和电化学方法对所制备材料的性质和电化学反应性能进行了表征。结果表明,掺杂适量的La、Ce、Co和Ni等元素可改善电极的氧还原反应性能。掺杂La和Co元素的MnOx/AC氧催化还原性能最好,其中,在50mA/cm2的电流条件下,使用这两种掺杂材料所制备的模拟锌-空气电池的放电电压分别为1.1236V和1.1246V。     

掺杂元素对锰混合氧化物阳极析氧抑氯性能的影响

对具有析氧抑氯选择电催化性能的海水电解制氢用绿色环保阳极材料进行了研究. 采用阳极电沉积法在Ti/IrO2基体上获得γ-MnO2氧化物涂层钛电极,在镀液中掺杂其他元素进行阳极电沉积,获得了MnV、MnCr、MnMoFe和MnFeV混合氧化物涂层钛电极. 模拟海水电解实验表明,掺杂元素显著提高锰氧化物涂层钛电极析氧抑氯选择电催化性能,MnFeV电极的析氧效率达到100%,可以满足析氧抑氯选择性电催化性的要求. 结构分析结果表明,掺杂后的锰氧化物电极形成了具有掺杂V、Fe的γ-MnO2相结构的混合氧化物Mn(Fe,V)O2,Mn(Fe,V)O2中金属以Mn4+、V5+和Fe3+形式存在,与氧形成了非定比化合物(Mn,Fe,V)Ox. Fe和V等掺杂元素起到细化晶粒和提高晶格畸变能的作用,有效地提高了电极的析氧抑氯电催化性能.     

真空内氧化法制备α-Al_2O_3/Cu复合材料

对 Cu O-Al体系进行热力学和动力学分析的基础上 ,采用将 Cu O和 Al粉末压块的方法加入到真空条件的 Cu液中使其发生化学反应 ,生成 Al2 O3增强颗粒而获得复合材料。对复合材料进行了扫描电镜观察及 X射线衍射分析 ,并测试了 Al2 O3含量对复合材料电导率的影响。结果表明 ,内氧化法是制备 Al2 O3/ Cu复合材料较理想的方法 ;Al2 O3/ Cu复合材料用于高强度高导电领域时 Al2 O3含量应小于 1 .85 wt%     

Al掺杂对氧离子导体La2Mo2O9的氧离子扩散和导电性能影响

本文主要研究了Al掺杂效应对氧离子导体La2Mo2–yAlyO9-δ(y = 0.1, 0.2, 0.3)的影响,从XRD、DSC和介电测量中发现,Al3+在La2Mo2O9中的固溶度只有10mol%, 且不能抑制纯 La2Mo2O9的α/β相转变;在La2Mo2–yAlyO9-δ(y = 0, 0.1, 0.2)的介电损耗-频率谱中发现一Pd峰,其机制对应着氧离子的短程扩散,Al掺杂后La2Mo2O9样品的激活能比纯La2Mo2O9的要低,同时对应的电导率比纯La2Mo2O9高。     

颗粒增强Al基复合材料组织和性能的研究

采用高能球磨粉末冶金法制备颗粒增强Al基复合材料,分别以ZrO2,SiC和α-Al2O3为增强体,对比分析了不同颗粒增强Al基复合材料的组织与性能.以α-Al2O3颗粒为主增强体,分析了不同粒度α-Al2O3对复合材料组织性能的影响.研究结果表明,ZrO2/Al和 SiC/Al 复合材料的界面结合不如α-Al2O3/Al复合材料的界面结合紧密,α-Al2O3颗粒粒径为45μm时,复合材料性能更好地得到改善,添加适量的Ce能改善基体与增强体的界面结合,并显著地提高了颗粒增强Al基复合材料的性能.     

NiCo_2O_4的合成及其阳极电解水性能的研究

为了考察Ni的掺杂对尖晶石类阳极析氧催化剂的结构和析氧性能的影响,以乙二醇为溶剂、氢氧化钠为反应沉淀剂,采用共沉淀法合成了Co3O4和NiO金属氧化物粉末以及纳米介孔NiCo2O4尖晶石氧化物,并对所合成的阳极催化剂进行了表面形貌和物化性能测试。通过悬浊液包衣的方法将催化剂附着到Ti基片上,制备成电极,对阳极催化剂进行循环伏安测试(CV)、交流阻抗测试(EIS)及极化性能测试。随着Ni含量的增加,催化剂的比表面积增大、电极表面的接触电阻减小,电极的析氧过电位降低。所合成纳米结构的NiCo2O4其平均粒径为10nm、平均孔径为12.3nm、比表面积88.5m2/g。当负载量为2mg/cm2时,在0.1mol/L KOH电解质溶液中,NiCo2O4电解析氧活性较好,在i=10mA/cm2时,其析氧过电位最低,为345mV(vs NHE)。     

真空内氧化法制备α—Al3O3／Cu复合材料

对CuO-Al体系进行热力学和动力学分析的基础上,采用将CuO和Al粉末压块的方法加入到真空条件的Cu液中使其发生化学反应,生成Al2O3增强颗粒而获得复合材料,对复合材料进行了扫描电镜观察及X射线衍射分析,并测试了Al2O3含量复合材料电导率的影响。结果表明,内氧化法是制备Al2O3/Cu复合材料理想的方法;Al2O3/Cu复合材料用于高强度高导电领域时Al2O3含量应小于1．85wt%.     

AlN和Al2O3纳米颗粒增强铜基复合材料

用粉末冶金法制备了Cu/AlN和Cu/Al2O3两种复合材料,研究了两种纳米颗粒含量对复合材料性能的影响和复合材料的软化温度,并探讨了相关机理,比较了AlN和Al2O3纳米颗粒的增强效果.结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的AlN和Al2O3纳米颗粒细化了晶粒;随着复合材料中AlN和Al2O3质量分数的增加,材料的密度和导电性都呈下降趋势,而硬度出现极大值;两种复合材料的软化温度均达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性;综合各种因素考虑,AlN纳米颗粒对铜基体的增强效果要优于Al2O3纳米颗粒.     

锰矿掺杂PbO_2电极电催化氧化对硝基苯酚废水的研究

以自制的掺杂锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合电极为阳极,不锈钢片为阴极对对硝基苯酚(p-NP)模拟废水进行了电解氧化处理.结果表明,掺杂适量锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合电极具有良好催化氧化p-NP的性能,在以NaCl为电解质的体系中,电解效果明显高于其他电解质体系.在电解体系为弱碱性,电解质为10 g/L NaCl,电流密度为30 mA/cm2条件下,电解2 h后p-NP的去除率可达到99.43%.     

单原子Co修饰TiO2(101)面的结构和析氢性能的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论（DFT）+U的第一性原理方法研究了单原子Co在TiO₂（101）面的掺杂位置和方式、几何结构和整体能量以及掺杂后产物的制氢反应机制，得到了稳定且易出现的单原子修饰结构，即单原子Co吸附在4个O组成的表面空隙的中心位，记为Co/TiO₂（101）。进一步对Co/TiO₂（101）的析氢反应过程和性能进行研究，确定了当且仅当TiO₂（101）面完成表面羟基化反应后，H原子全覆盖的TiO₂（101）表面才能进行后续的析氢反应；此时单原子Co是唯一的反应位点，整体的制氢反应自由能ΔG_H*比Co（111）面更加趋近于0，显示出其具有远优于金属Co的催化性能。此外，Co和TiO₂间的电荷转移和相互作用使TiO₂带隙出现新的掺杂能级，可带来作为光催化基材的TiO₂光吸收性能的改善。     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

外加Al2O3颗粒对Ti-Al-TiO2系合成产物微观结构的影响

Ti-Al-TiO2体系外加不同含量的Al2O3颗粒获得了Al2O3/TiAl基复合材料,研究了产物的相组成及微观组织.结果表明:Al2O3颗粒多分布在基体晶界处.随外加Al2O3含量的增大,晶粒变小,但增强相颗粒团聚严重.外加Al2O3量存在一个临界值.含量过高,易造成结构疏松,不致密,形成大的气孔,且由于TiO2的活化作用,会造成外加的Al2O3颗粒烧结呈板状联结分布;含量较低,颗粒与界面的结合不够紧凑,但颗粒的结晶度较好.     

新型蜂窝结构Si/Co3O4复合材料的研究

本文通过超声分散、水热生长和煅烧方法制备了新型蜂窝结构Si/Co3O4复合负极材料,在此基础上研究其复合结构与电化学性能的关系。采用X射线衍（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的物相、微观形貌进行表征,并采用电化学手段对其性能进行测试。结果表明:硅纳米颗粒主要分布于Co3O4蜂窝孔洞结构的内层;相比于纯Si负极材料,蜂窝结构Si/Co3O4复合材料具有更好的结构稳定性、倍率性能和循环性能,首次放电比容量为1475 mAh g-1,第二次维持在851 mAh g-1,经过75 次循环后放电比容量仍有 802 mAh g-1,较第二次比容量损失率仅为0.17%/周,这主要是归因于硅纳米颗粒和Co3O4之间存的空隙为Si负极嵌锂过程中的体积膨胀提供了空间,有效缓冲Si负极的体积变化。