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.     

稀土Tb3+掺杂SiO2纳米材料的溶胶-凝胶法制备及发光性能分析

利用溶胶-凝胶技术制备了不同浓度Tb~(3 )掺入SiO_2纳米玻璃材料,并通过对样品的X-射线衍射以及激发光谱、发射光谱的测试来分析研究纳米材料在不同稀土离子掺杂浓度和不同退火温度处理下的材料结构和发光性质.同时,对于Ce~(3 )和Tb~(3 )共掺杂的SiO_2材料的发光性质进行了较为深入的研究,得到了一些新的有趣的实验结果.     

铝钴掺杂对Ni（OH）2结构的影响

以NiSO4、Al2(SO4)3、CoSO4为原料,采用化学沉淀法分别制备铝、钴单独掺杂和复合掺杂的Ni(OH)2样品,利用XRD、EDS和SEM对产物的晶型结构、化学成分和微观形貌进行表征.结果表明:掺杂离子种类、数量及掺杂方式等因素对Ni(OH)2粉体的晶型结构、微观形貌均有较大影响.在掺铝量较低时样品为β-Ni(OH)2、α-Ni(OH)2混合相,当铝掺杂量(摩尔分数)大于10%时样品为单相的α-Ni(OH)2,微观形貌呈类球形;钴掺杂的样品为单相β-Ni(OH)2,微观形貌为纳米片构成的花瓣状微球,空隙清晰;Al/Co复合掺杂的样品为不规则层叠状结构的α-Ni(OH)2.     

溶胶-凝胶法制备Co,Ni单掺杂TiO_2纳米颗粒及其室温铁磁性

利用溶胶-凝胶法制备了Co,Ni单掺杂的TiO_2稀磁半导体纳米颗粒,并对其微观结构、表面形貌以及磁学性能进行研究.对于3%Co,Ni掺杂TiO_2样品,X线衍射和高分辨透射电镜均没发现其他相物质的生成;对于6%Co,Ni掺杂样品,X线衍射分别探测到CoTiO_3和NiTiO_3相的生成.通过磁学测量表明,在相同的外磁场下,随着Co,Ni掺杂浓度的增加样品的磁化强度显著增强,但6%Co,Ni掺杂导致样品中有填隙离子和顺磁性物质生成,使得纳米颗粒的剩余磁化强度和矫顽力降低.     

密堆六方结构Ni纳米颗粒的合成及其磁性

采用溶胶-凝胶方法制备前驱体样品, 在氩气气氛中不同温度下热处理得到样品. 利用热分析仪、 X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)研究材料的合成、 形貌、 结构及其磁性. 结果表明, 经300 ℃热处理的样品为具有密堆六方结构的球形Ni纳米颗粒, 且六方Ni单相具有铁磁性质, 平均晶粒尺寸即超顺磁临界尺寸约为12 nm, 室温下在-800~800 kA/m磁场范围内未表现出饱和趋势, 最大比磁化强度为0.58 (A·m2)/kg, 矫顽力为1.592 kA/m.      

溶胶-凝胶法合成Sr2SiO4:Dy3+粉体及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr2SiO4:Dy3+粉体.用热重-差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征了样品的结构、形貌,研究了Dy掺杂浓度和Dy与Li的摩尔比对发光强度的影响.结果表明,所得样品为单斜晶系结构,呈长为800 nm的纤维状小颗粒,其发射光谱为一个多峰宽谱,主峰分别为480,571和661 nm;监测571 nm的发射峰,所得材料的激发光谱为一个多峰宽谱,主峰分别为327,352,366,391,429,453和478 nm;当Dy3+的掺杂浓度(摩尔分数)为4%,Dy与Li的摩尔比为1:1时,样品的发光强度最强.     

Ni掺杂ZnO的结构、光学和磁学性质

利用溶胶-凝胶法制备了Zn1-xNixO(x=0.1 %,0.4 %,0.7 %,1.0 %)粉末,研究了样品的结构、光学和磁学性质.X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现第2相.随着掺杂量的增加c轴晶格常数变小.X射线光电子能谱显示样品中的Ni离子处于+2价态.由紫外可见光吸收谱发现,随着掺杂量的增加能隙逐渐变小,证实了Ni2+对Zn2+的替代.由光致发光谱发现,在390 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰和以467 nm为中心宽带深能级发光带组成的由缺陷引起的较宽的蓝光.磁化强度测量表明,样品具有室温铁磁性,且随着掺杂浓度的增加,饱和磁化强度增加.当掺杂量为1.0 %时饱和磁化强度最大为0.076 μB/Ni.     

Ag的掺杂量对Zn_(0.5)Cd_(0.5)S/Ag半导体材料光催化性能的影响

采用燃烧法制备了Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料.利用X-射线粉末衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),荧光分光光度计(PL)以及紫外-可见分光光度计(UV-vis)对所制备得到的样品进行了表征.研究了Ag的掺杂量对Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料的结构、形貌、发光性能和光催化效果的影响.结果表明,Ag的掺杂量对样品的形貌基本没有影响,但是对样品的结构、发光性能以和光催化效果有着显著地影响.研究表明:随着Ag掺杂量的增加,半导体材料中出现了AgS杂相;另外,样品的发光强度逐渐降低;而当Ag的掺杂量为0.1时,所制备的Zn0.5Cd0.5S/Ag半导体材料对亚甲基蓝溶液(MB)的光催化效果最好.     

Ni掺杂对Ba0.5Sr0.5FeO3-δ混合导体透氧材料结构及性能的影响

采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸配位法制备具有钙钛矿结构的Ba0.5Sr0.5Fe1-xNixO3-δ(x=0、0.03、0.05、0.07和0.1)混合导体氧化物,考察Ni掺杂量对材料结构与性能的影响。借助于X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氧渗透性能分析,对试样的相组成、微观形貌、热膨胀行为以及氧渗透性能进行测试与表征。结果表明:少量Ni的掺杂可以提高试样的透氧性能,当Ni的掺杂量较低(x<0.07)时,试样为单一的钙钛矿相,具有较好的氧渗透性能及稳定性。当Ni掺杂量较高(x≥0.1)时,试样中出现第二相,且氧渗透性能随第二相的出现而大幅降低。     

回收废旧锂离子电池制备镧掺杂钴铁氧体

以废旧锂离子电池为原料,柠檬酸为凝胶剂,通过溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备出镧掺杂钴铁氧体,用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和磁致伸缩性能自动测量仪分析所制备样品的晶型、形貌、磁性和磁致伸缩性.结果表明,镧掺杂的钴铁氧体具有尖晶石结构,性能较纯钴铁氧体有所改变,随着La元素掺杂量的增加,样品的饱和磁化强度,磁致伸缩系数,应变导数逐渐减小.当掺杂量x=0.025时,应变导数在较低的磁场下取得最大值-1.18×10-9 m/A,这有利于氧化铁系的磁致伸缩材料在非接触式传感器和执行器方面的应用.     

Fe掺杂ZnO稀磁半导体的结构与磁性

以Fe(NO₃)₃·9H₂O与Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料, 与适量的柠檬酸配制成溶液, 采用溶胶\|凝胶(so|-gel)法合成干凝胶前驱体, 将前驱体在空气及氩气气氛中烧结得到Zn_1-xFe_xO样品, 并用X射线衍射（XRD)、 透射电子显微镜（TEM）、 X射线光电子能谱（XPS）和振动样品磁强计（VSM）对所制备样品的结构和磁性进行研究. 结果表明, 在氩气中烧结时, Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数小于4％,  在空气中烧结时, Fe在ZnO中的掺杂摩尔分数约为10％, 在两种气氛下制备相同掺杂摩尔分数样品的磁性不同, 是由于Fe在样品中所处的价态不同, 从而影响了样品的结构及磁性.      

新型电解质材料La1.94Sr0.06Mo2O9-δ的制备与性能

氧离子导体La2Mo2O9在580℃左右存在低温α相向高温β相的结构相变,这是影响其成为固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料的关键因素.采用以EDTA为主要络合剂的溶胶-凝胶法合成电解质材料La1.94Sr0.06Mo2O9-δ粉体,利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)分别观察样品的微观结构和表面形貌,用热膨胀仪分析样品的热学性质,通过电导率的测量分析样品电学性质,并和传统固相法制得的同掺杂量的样品进行比较,结果表明溶胶-凝胶法制得的样品在600℃烧结8 h便可形成高电导率的高温立方相,成相温度有所降低,并且可以稳定到室温;同时晶粒尺寸明显减小,平均晶粒尺寸在500 nm左右,低温电导率有了很大的提高,550℃时σ=0.006 S/cm,中温800℃时σ=0.12 S/cm.既有效地抑制La2Mo2O9的结构相变,又提高该氧离子导体的中低温离子电导率,可以降低电池的操作温度.     

氮掺杂多孔碳的制备及其电化学性能研究

利用溶剂挥发结合高温热聚合法制备了氮掺杂多孔碳(NPC)材料,并通过SEM、TEM、TG、N_2吸附-脱附、XPS等表征手段对样品的微观形貌结构和元素组成进行了分析.结果表明,氮元素掺杂明显增加材料的比表面积和孔体积,当制备的氮掺杂多孔碳材料的含氮量为4.2%(原子分数)时,它的比表面积高达422.0m~2/g高于没有氮掺杂样品的301.1m~2/g.此外,采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗对NPC材料的电化学性能进行了深入研究.测试结果表明氮元素掺杂能够明显增加材料的比电容量,降低材料的内阻,极大提高碳材料的电化学性能.在0.5A/g的电流密度下,通过氮元素掺杂使得材料的比电容从83.8F/g提高至162.8F/g,内阻值从1.39Ω降低至0.47Ω;并且所得的氮掺杂多孔碳样品具有良好的倍率性能和循环稳定性.     

溶胶-凝胶燃烧法合成多孔La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3的研究

采用以溶胶-凝胶燃烧法合成了钙钛矿型复合氧化物多孔材料La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3,通过XRD、SEM和BET技术考察了多孔材料的晶体结构、颗粒细度、表面形态结构、比表面积、平均孔径和平均孔体积.结果表明,采用溶胶-凝胶燃烧法合成的多孔材料归属于LaCoO3型复合氧化物.对于LaCoO3化合物,少量的A位掺杂的Sr2 和B位掺杂的Ni2 均进入了晶格,分别取代了晶格内相应位置上的La3 和Co3 .但掺杂量太大时,则形成新的晶相.La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3样品粉体的吸附脱附等温线存在一明显的滞后环,表明样品为多孔材料.多孔粉体的表面形貌显示为层片多孔结构.     

Al^3＋、Cl^掺杂LiMn2O4的电化学性能研究

采用以柠檬酸为配位剂的溶胶-凝胶法制备了复合掺杂Al、Cl两种元素的锂离子电池正极材料LiMn2_xAlxO4_yCly.采用X射线衍射、透射电子显微镜及充放电循环等方法分析研究了不同掺杂量对材料结构、粒径及电化学性能的影响.结果表明,制备的样品具有良好的尖晶石结构,其中LiMn1.9A10.103.9C10.1的高温(55C)循环性能最佳,初始放电比容量为105.2 mAh/g,25次循环后容量仅衰减4.37%.显示Al-Cl复合掺杂能有效的改善尖晶石的高温电化学性能.     

钛掺杂BiFeO3光催化剂的制备及其催化性能

用溶胶-凝胶法制备钛(Ti)掺杂BiFeO₃纳米颗粒(Ti-BiFeO₃), 研究不同煅烧温度对Ti掺杂BiFeO₃结构调控及光催化性能的影响, 用X射线衍射（XRD）、 扫描电子显微镜（SEM）、 能谱分析（EDS）、 紫外-可见（UV-Vis)光谱技术对颗粒的相结构、 形貌、 原子比例、 光催化性能等进行测试及分析, 并以罗丹明-B为目标降解物, 对Ti掺杂BiFeO3光催化性能进行研究. 结果表明: Ti掺杂BiFeO₃样品在不同煅烧温度均出现Bi₂Fe₄O₉相; 煅烧温度可对Bi₂Fe₄O₉的含量进行调控, 在650 ℃煅烧样品中含有适量的Bi₂Fe₄O₉相, 能有效提高Ti掺杂BiFeO₃的光催化活性, 且具有较高的降解活性, 60 min内降解效率达85%.     

放电等离子烧结制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-δ)结构与电性能

采用溶胶凝胶方法制备Sm掺杂CeO2粉体材料,用放电等离子烧结(SPS)方法和常规烧结方法(CS)进行压片烧制,比较两种烧结方法对材料结构与性能的影响.通过X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱测试电性能.结果表明,两种烧结方法所得样品均呈现单一的立方莹石结构;SPS烧结样品的晶粒尺寸和密度大于CS烧结样品,SPS烧结样品的晶粒电导率、晶界电导率及总电导率均高于CS烧结样品;550℃时SPS和CS烧结样品的总电导率分别为2.27 s/m和1.87 s/m.放电等离子烧结法是在较低温度下实现快速烧结,制备致密化固体电解质材料的一种有效方法.     

通过镍(II)-硫键和碘离子基元反应有理合成碘-二硫醇盐桥联的双核镍-镍配合物

本文报道由于碘离子对不稳定的Ni(II)-S(芳基硫醇盐)键的亲核作用,使得Fe(CO)412和Ni(SR)2(dppe(SR=芳基硫醇盐)之间的反应生成NiI2(dppe).含碘和二芳基硫醇盐离子桥联的Ni-Ni双核配合物[(dppe)Ni(μ-I)(μ-pdt)Ni(dppe)]I和[(dppe)Ni(μ-I)(μ-edt)Ni(dppe)]I可方便地由[NiI2(dppe)]和[Ni(pdt)(dppe)]或[Ni(edt)(dppe)]在二氯甲烷的溶液中的反应制得;该类反应可认为是由于硫醇盐离子基团中S-供体上的孤对电子对Ni-I键的进攻所致.另一方面,我们观察到[FeCp(CO)2I]和[Ni(pdt)(dppe)]或[Ni(edt)(dppe)]在二氯甲烷中的反应极其缓慢;但当向上述反应体系中加入NH4PF6进行复分解置换后,源于碘离子和Ni(II)-S键的作用同样可得到含碘与二芳基硫醇盐离子桥联的Ni-Ni双核配合物[(dppe)Ni(μ-I)(μ-pdt)Ni(dppe)]PF6和 [(dppe)Ni(μ-I)(μ-edt)Ni(dppe)]PF6.实验结果说明在本文所讨认的镍(II)-硫醇盐离子-膦配合物中,Ni(II)-S键的反应活性随桥联的第二金属离子和不同的碘离子基元而改变.     

不同表面活性剂修饰的钯-镍双金属电极的制备与性能表征

采用电沉积法分别制备以钛网(Ti)为基体材料的聚吡咯(PPy)修饰的、PPy与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、PPy与十二烷基硫酸钠(SDS)、PPy与十二烷基磺酸钠(SLS)联合修饰的钯-镍双金属(Pd-Ni)催化电极(Pd-Ni/PPy/Ti电极、Pd-Ni(CTAB)/PPy/Ti电极、Pd-Ni(SDS)/PPy/Ti电极和Pd-Ni(SLS)/PPy/Ti电极).探讨了不同表面活性剂掺杂对电极电化学催化活性的影响.循环伏安(CV)测试表明,在研究范围内,4个电极的最大氢吸附峰电流值分别为-93、-116、-70、-82mA,Pd-Ni(CTAB)/PPy/Ti电极的电催化性能最优.扫描电镜(SEM)分析了不同表面活性剂的引入对电极表面形态的影响.利用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)分析了电极表面Pd、Ni的负载量.X射线衍射(XRD)测试结果表明4电极都形成了钯镍合金.试验表明,阳离子表面活性剂CTAB的引入使电极具有很好的电催化性能,电化学脱氯潜能大.     

凝胶-燃烧法制备CaMoO4_:Tb~(3+)绿光荧光粉

采用凝胶-燃烧法合成了CaMoO_4:Tb⁽³⁺⁾绿色荧光粉,借助X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱仪(PL)对样品的晶体结构、形貌、发光特性等进行分析,结果表明:所得CaMoO_4:Tb(3+)绿色荧光粉,借助X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱仪(PL)对样品的晶体结构、形貌、发光特性等进行分析,结果表明:所得CaMoO_4:Tb⁽³⁺⁾样品为四方白钨矿型结构,平均粒径为450 nm左右;CaMoO_4:Tb(3+)样品为四方白钨矿型结构,平均粒径为450 nm左右;CaMoO_4:Tb⁽³⁺⁾荧光粉在276 nm紫外光激发下发射绿光,色度坐标为(0.2741,0.5683);Tb(3+)荧光粉在276 nm紫外光激发下发射绿光,色度坐标为(0.2741,0.5683);Tb⁽³⁺⁾最佳掺杂量为x=0.025 mol,柠檬酸的最佳加入量为a=n(NO(3+)最佳掺杂量为x=0.025 mol,柠檬酸的最佳加入量为a=n(NO^(3-))/n(C_6H_8O_7)=3.5,最佳点火温度为650℃。