Y3+掺杂LiV3O8正极材料电化学性能研究

 利用固相合成干冷空气淬火法,合成了一系列Y³⁺掺杂的LiV_3-yY_yO₈ (y=0,0.01,0.03,0.05,0.1,0.2)正极材料.XRD结果表明,Y³⁺掺杂量不同对LiV₃O₈结构的影响不同.适量Y³⁺掺杂能保持LiV₃O₈的原有结构,增大其d₁₀₀值,同时降低材料的结晶度.当Y³⁺掺杂过多时,样品中会产生YVO₄杂相.充放电循环、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)测试结果表明,Y³⁺掺杂虽然降低了材料的初始容量,但适量的Y³⁺掺杂能稳定材料的循环性能.电池存放实验表明Y³⁺掺杂还能提高电池的存放性能.在高电压下存放15d后,掺杂样的放电容量保持率为94.2%,高于未掺杂样的88.2 %.     

Ca掺杂的对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料及其电化学性能研究

为探讨Ca的掺杂对LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂材料结构和电性能的影响，以草酸为沉淀剂，以不同含量Ca对LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂进行掺杂改性，并通过X射线衍射（XRD）对产品进行表征，探讨了不同Ca含量样品的电化学性能.结果表明：大量Ca掺杂生成明显CaO杂相，而少量Ca掺杂则能顺利进入材料晶格之中.随着Ca掺入，晶体类型不变，但c轴略收缩，形成更紧密的结构. 充放电显示Ca在低倍率(2.5～4.3 V，0.5 C)时，能一定程度提高材料的循环性能；但在高倍率(2.5～4.3 V，5 C)时，能明显提高容量和循环性能.充放电曲线同时显示未掺杂的材料高倍率下极化严重，放电平台严重降低；而Ca掺杂的材料极化状况则不明显，说明Ca掺杂能抑制极化并提高电化学性能.     

Ni80Fe20复合结构多层膜的巨磁阻抗效应研究

用磁控溅射法在载玻片上制备了(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)_n/Cu/(SiO₂/Ni₈₀Fe₂₀)_n复合结构多层膜， 并对其巨磁阻抗效应进行了研究.研究结果表明，采用多组双层结构(n>1)后，样品的巨磁阻抗效应明显增大；当n=3时，观测到最大的纵向巨磁阻抗(LMI)效应为10.81%，最大的横向巨磁阻抗(TMI)效应为17.08%.当n=4,5时，巨磁阻抗效应比n=3时略有减小. 由XRD谱和磁滞回线等，研究了双层结构(Ni₈₀Fe₂₀/SiO₂)循环次数n引起的样品材料晶体结构和磁性能等变化，以及对样品巨磁阻抗效应的影响.     

一种新型发红光材料SrGdGa3O7:Eu 3+及其性质研究

 采用高温固相法合成了发红光的荧光粉SrGdGa₃O₇:Eu³⁺。漫反射光谱和激发光谱中Eu^₃₊的电荷迁移带、Eu³⁺离子f→f跃迁以及Gd³⁺离子^8S_7/2→⁶I_7/2的跃迁相互吻合;监测Eu³⁺离子的特征发射,激发谱中有Gd^3+离子的激发线表明存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。发射光谱中以⁵D₀→⁷F₂ 跃迁为主,表明Eu³⁺离子所占据的晶体学格位没有对称中心的Cs格位。根据低温下的发射光谱计算了⁷F₁ 和^7F₂ 能级完全解除简并后的每个分裂能级的位置。Eu³⁺的发射发生明显的温度猝灭现象,同时发射谱线的分辨率也逐渐降低。Eu³⁺离子的⁵D₀→ ⁷F₂ 跃迁在不同温度下的荧光衰减曲线相似;随着温度的升高,荧光发射强度衰减越快,但是仍然处于毫秒数量级;⁵D₀ → ⁷F₂ 跃迁是宇称和自旋禁阻的跃迁,所以荧光衰减时间比较长。     

PED沉积Nd1.85Ce0.15CuO4薄膜过程中影响超导电性因素分析

采用脉冲电子束沉积技术, 在SrTiO₃衬底上成功制备了高质量的Nd_1.85Ce_0.15CuO₄(NCCO)薄膜. 通过改变薄膜的沉积温度、厚度、退火条件以及沉积频率, 获得了具有不同生长条件的NCCO薄膜样品. 对样品R-T曲线进行分析, 得到了上述因素对薄膜超导电性的影响规律, 并进一步说明了这些因素对薄膜的超导电性造成影响的原因. 通过与脉冲激光沉积技术类比, 定量分析了沉积过程中靶与基片距离同沉积气压之间的关系.     

`Pd40Ni10Cu20P20块状金属玻璃的高压相变

利用日本同步辐射装置研究了高温高压下Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀ 块状金属玻璃的非晶-晶化转变. 在10 GPa的压力条件下加热该金属玻璃, 实时观察到了非晶-晶化-非晶的相变规律. 在7 GPa 和同样的温度条件下, Pd₄₀Ni₁₀Cu₂₀P₂₀金属玻璃仅存在非晶-晶化这样不可逆相变. 将该金属玻璃在7 GPa的压力条件下加热到熔化温度, 然后淬火到室温, 发现淬火后获得的晶化相与加热金属玻璃得到的 晶化相完全不同. 表明该金属玻璃在不同的压力条件下存在着不同的晶化机制.     

过量Y2O3的添加对熔融织构YBCO大块性能的影响

研究了不同添加量Y₂O₃对熔融织构YBCO大块超导体的熔化生长温度、显微结构及其超导性能的影响. 结果发现, 随着Y₂O₃添加量的增加, YBCO材料的熔化生长温度降低, 而其固态反应温度并无明显变化. YBCO块材的磁悬浮力随着Y₂O₃添加量的增加, 先增加后减小而出现了一个峰值, 其最佳的添加量约为10(质量百分数)左右. 结合这组样品的初始成分及显微组织, 分析了Y₂O₃的添加对YBCO超导性能的影响, 并制备出了高质量的YBCO超导块材.     

基于MOF为前驱物的锂电负极材料α-Fe2O3的合成及性能表征

采用基于铁离子构筑的金属有机骨架化合物(MIL-53-Fe、MIL-88-Fe、MIL-100-Fe)为模板,通过简单的煅烧处理制备出三种不同形貌的α-Fe₂O₃。结果表明当其作为锂离子电池负极材料时,以MIL-53-Fe为前驱物制备的α-Fe₂O₃具有最优异的电化学性能,当电流为0.1 C时,首次放电容量超过1100 mAh/g,在电流为1 C循环100次后,容量保持在245 mAh/g。     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块金属玻璃压缩行为的同步辐射

利用室温高能同步辐射X光能量散射方法研究了Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5大块金属玻璃0~24 GPa的压缩行为. 研究表明, 该非晶在这一压力范围内, 出现了压力诱发的结构弛豫. 低于8 GPa, 过剩的自由体积的存在, 导致快速结构弛豫, 随着压力逐渐升高, 结构弛豫引起非晶的结构硬化.     

维生素K2(20)的两相合成工艺及其营养剂量对增加骨密度的研究

 在以BF₃·OEt₂作催化剂及45~47℃的反应条件下,将大过量的2-甲基-1,4萘二酚循环与香叶基香叶醇(每次保持摩尔比为10:1)在CH₃NO₂-正己烷两相反应体系中进行Friedel-Crafts烷基化反应合成维生素K₂(20)的氢醌,再在催化量的FeCl₃·6H₂O作用下经空气氧化,以满意的收率及较高的化学选择性合成了维生素K₂(20) . 同时,利用去卵巢致大鼠骨质疏松模型,参考维生素K₂人体低端推荐摄入量(50μg/d)进行了动物实验剂量设计并进行了维生素K₂(20)增加骨密度的营养剂量的量效关系研究,结果表明:每天给药 25~100μg/(kg·d),均能防止去势大鼠的骨流失,使股骨中点及远心端骨密度明显增加(P<0.05),并呈现出相应的量效关系.研究为维生素K₂(20)的工业生产提供了可能的工艺,也为提高骨密度以预防骨质疏松的人体营养补充剂量(50~100μg/d)提供了可行性依据.     

锂离子电池正极材料LiNixCo1 - xO2局域结构的研究

对合成制备的LiNixCo1 - xO2正极材料及其稀土金属Ce元素添加改性的正极材料进行了X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)表征.结果表明,随着焙烧温度的升高,物相组成趋于单一,晶格趋向完整,800 ℃时完全形成LiNiO2、LiCoO2晶相结构.LiNixCo1 - xO2样品中Ni/Co摩尔比不影响LiNiO2晶相的形成,而只影响其晶相组成;掺杂的稀土金属Ce元素以CeO2状态存在于产物中,CeO2对LiNiO2晶相形成有一定的影响;LiCoO2的焙烧温度不能大于900 ℃,否则Co被氧化为Co3O4;样品中Ni与Co原子的局域结构,除Ni与Co原子相互影响外,掺杂Ce后对它们的局域结构也有较大影响.     

Cobalt doped titanate nanotubes: Synthesis and properties

Cobalt oxide doped titanate nanotubes are synthesized with a simple hydrothermal treatment of mixed Co_3O_4 and TiO_2 powders. The formed tubular nanostructure, chemical composition,and the elemental distribution are analyzed using TEM, BET, FTIR, XRD, and XPS. The electrocatalytic activity towards oxygen evolution reactions and photodegradation against Rhodamine B are investigated. It has been found out that the oxygen evolutions starts at 0.8 V and reaches 0.98 mA ·cm~(–1) at 1.4 V vs. SCE. For photodegradation of Rhodamine B, the concentration decreased to 24% after 1 h irradiation using the sample with a mass percentage of 5% cobalt. The results demonstrate that the cobalt oxide doped titanate nanotubes are good candidates as electrocatalysts and photocatalytic materials.     

Filter Paper-Derived Three-Dimensional Carbon Fibers Film Supported Fe<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> as a Superior Binder-Free Anode Material for High Performance Lithium-Ion Batteries

Highly uniform and tight adhering of Fe₃O₄ particles on carbon fiber film (Fe₃O₄/CFF) is achieved through a simple in-situ thermal oxidation method. Particularly, 3D CFF with interconnected structure can shorten transfer path and buffer the volume expansion during charge-discharge cycling. Herein, the obtained Fe₃O₄/CFF anode exhibits a stable cycling performance and excellent high rate capability. The cell delivers a reversible capacity of 1 711 mAh·g^–1 at a current density of 100 mA·g^–1 after 100 cycles. Even at a high rate density of 2 A·g^–1, the specific capacity also can maintain 1 034 mAh·g^–1 after 100 cycles. The simplified fabrication is featured with low-cost and this binder-free perspective holds great potential in mass-production of high-performance metal oxide electrochemical devices.     

无定形纳米级MnO2电极材料的制备及其准电容性能

 采用化学沉淀法制备了无定形纳米级粉末MnO₂电极材料,运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析和充放电容量测量法及循环伏安等方法对MnO₂制备、准电容形成机理进行了理论探讨.使用0.1 mol/L Na₂SO₄为电解液、烧结温度为80℃时能得到比电容最大的MnO₂材料,其实际电容约为136 F/g.     

纳米α-Fe2O3的制备及气敏性质的研究

采用沉淀法制备了纳米晶α-Fe₂O₃粉体，并制作了厚膜型气体敏感元件。用热重-差热 (TG-DTA)、扫描电镜 (TEM)和二次粒度分布对α-Fe₂O₃粉体进行了表征。考察了掺杂贵金属或碳酸盐及焙烧温度对敏感元件气体灵敏度的影响。结果表明，纳米氧化铁具有粒度小、颗粒分布均匀的特点，并发现纳米氧化铁在焙烧温度为 600℃及掺杂 3%贵金属或碳酸盐的条件下，对CO气体均有很好的气敏特性。     

Direct electrodeposition of ionic liquid-based template-free SnCo alloy nanowires as an anode for Li-ion batteries

SnCo alloy nanowires were successfully electrodeposited from SnCl₂-CoCl₂-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIC) ionic liquid without a template. The nanowires were obtained from the molar ratio of 5:40:60 for SnCl₂:CoCl₂:EMIC at -0.55 V and showed a minimum diameter of about 50 nm and lengths of over 20 μm. The as-fabricated SnCo nanowires were about 70 nm in diameter and featured a Sn/Co weight ratio of 3.85:1, when used as an anode for a Li-ion battery, they presented respective specific capacities of 687 and 678 mAh·g-1 after the first charge and discharge cycle and maintained capacities of about 654 mAh·g-1 after 60 cycles and 539 mAh·g-1 after 80 cycles at a current density of 300 mA·g-1. Both the nanowire structure and presence of elemental Co helped buffer large volume changes in the Sn anode during charging and discharging to a certain extent, thereby improving the cycling performance of the Sn anode.     

V2O5干凝胶薄膜电极电化学性能的研究

以晶态V₂O₅(c-V₂O₅)为原料,采用熔融淬冷法成功制取了V₂O₅干凝胶(VXG)薄膜电极,以所制备的样品作为正极,金属锂为负极组装了纽扣电池。电化学阻抗谱(EIS)分析表明,在放电过程中 ,几乎没有扩散阻抗的存在。循环伏安(CV)、恒流放电(CD)和充放电(DC)结果显示该样品具有较好的综合性能,以 60mA/ g的质量电流密度充放电,其首次放电比容量高达350mAh/ g,充放电效率可达98%,循环75次后,容量保持率仍可达61%。     

无机-有机杂化材料Mo8O26(H2bpp)2的合成与表征

以无水乙醇和冰乙酸为溶剂,Co(NO₃)₂·6H₂O,（1,3 二(4-吡啶基)丙烷（bpp）和(NH₄)₆［Mo₇O₂₄］·4H₂O为反应物,在150℃下进行溶剂热反应,合成了新的无机-有机杂化材料Mo₈O₂₆(H₂bpp)₂。采用单晶X-射线衍射法测定晶体结构,通过紫外-可见-近红外反射光谱表征了晶体性能。研究表明,合成产物属单斜晶系,空间群P2₁/c,晶胞参数a=10.938(2),b=9.7351(19),c=19.649(4),β=101.74(3)° ,V=2048.5(7)A° ³;晶体结构由无机的［Mo₈O₂₆］^4-_n链和有机的(H₂bpp)²⁺离子靠静电力和氢键堆积而成;此无机-有机杂化材料对紫外光具有较强的吸收,且有一定的质子导电能力。     

两种三维无机-有机杂化材料的溶剂热法合成及反射光谱研究

文中采用溶剂热法合成了两种三维网状无机-有机杂化材料Co(C₄H₄N₂)(VO₃)₂(Ⅰ)和Ni₂(C₄H₄N₂)V₄O₁₂(H₂O)₂(Ⅱ)。分别以n(CoCl₂·6H₂O)∶n(吡嗪)∶n(NH₄VO₃)=1∶2∶2和n(NiCl₂·6H₂O)∶n(吡嗪)∶n(NH₄VO₃)=1∶2∶2的摩尔比、纯水为溶剂,在140℃下反应3d,分别得到了紫黑色块状晶体Ⅰ和绿色块状晶体Ⅱ。对影响溶剂热反应的主要因素如反应温度、pH值、反应物摩尔比等进行了系统研究,确定了合成这两种化合物的最佳反应条件。并对产物晶体进行了UV-VIS-NIR漫反射光谱分析和热重分析(TG)。漫反射光谱研究表明,这两种晶体的光学能隙分别为2.13eV和2.56eV,都属于半导体,对太阳辐射具有选择吸收特性,它们在温度分别低于410℃和210℃时是稳定的。     

Mn_2O_3/CRF复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

通过采用沉淀法在碳气凝胶表面负载金属氧化物三氧化二锰,制备得到Mn_2O_3/CRF复合材料。采用X射线衍射及电镜扫描等技术对所制备的复合材料进行结构形貌表征。实验结果发现碳气凝胶具有多重片层结构且孔隙发达。通过调节锰盐的含量考察三氧化二锰负载量对复合材料电化学性能的影响作用。采用循环伏安法及充放电测试对材料的电化学性能进行测试,结果表明Mn_2O_3/CRF复合材料具有良好的电容性及较好的可逆性。当Mn_2O_3含量达15%时复合材料的比电容最大,可达118.5 F/g。通过充放电测试1000次后发现该电极的比电容依然能够保持在一稳定值上,具有较好的稳定性。