BaCoO3基透氧材料的B位掺杂优化

采用传统的固相合成法制备BaCo_0.9-xFe_xNb_0.1O3-δ(BC0.9-xFxN0.1O, x=0.1,0.2,0.3,0.4)和BaCo_1-yNb_yO_3-δ(BC_1-yN_yO,y=0.10,0.12,0.14,0.16)混合导体透氧膜材料,较系统地研究Fe和Nb掺杂量对BC_0.9-xF_xN_0.1O和BC_1-yN_yO的晶体结构、晶粒大小、结构稳定性以及透氧率的影响.结果表明：Fe和Nb掺杂有助于提高BaCoO₃基钙钛矿材料的结构稳定性,但会降低材料的透氧能力;与Fe相比,Nb掺杂能够更有效地提高材料的高温化学稳定性,并细化晶粒;厚度为1 mm的BaCo_0.88Nb_0.12O_3-δ膜片在850 ℃和Air/He（110 mL·min^-1/80 mL·min^-1）的吹扫条件下,透氧率为2.02 mL·cm-²·min^-1.     

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。     

角膜接触镜材料的透氧性能及蛋白沉积的研究

目的:对甲基丙烯酸β羟乙酯(HBMA),N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料共聚制备角膜接触镜材料的水凝胶膜进行透氧性能及蛋白沉淀等因素的测定.方法:膨胀计法与染料结合分光光度计法.结果:水凝胶膜的透氧性能(DK/L值)最高达到32.5 cm3/(cm2·s·mmHg),在人体体温范围内透氧性能稳定;水凝胶膜上牛血清蛋白沉积随着温度的升高,时间延长而增加,但在人体体温范围内沉积量仅1.6 mg,沉积5d后其沉积量很少为2.6 mg.结论:所合成的HEMA-NVP二元共聚物水凝胶膜的透氧性能可以达到商品角膜接触镜材料的水平,在人体体温范围内具有良好的抗蛋白沉积的作用.     

3He的产生对钪氚化物性能影响的第一性原理研究

采用第一性原理对T衰变成3H3后,钪氚化物体系的结合能和弹性模量进行了计算．计算结果表明,SeT2中衰变形成的^3He将占据体积较小的四面体间隙;^3He的产生导致最近邻的T原子与Sc原子的成键作用增强,这可能是氚化物时效后平衡压降低的原因．分析了^3He产生后,钪氚化物体系体模量下降的原因．     

焦炉煤气在透氧膜反应器中的重整机理

通过实验设计和透氧量测定研究焦炉煤气(coke-oven-gas,COG)或天然气中的甲烷在透氧膜反应器中的部分氧化重整途径,提出反应器内的"重整-透氧"机理模型.在由混合导体和催化床构成的透氧膜反应器中,催化床主要实现甲烷裂解和催化重整的功能,在膜表面处的催化金属微粒完成了还原性气体的"吸附—溢流—氧化"过程,进而强化混合导体内部的氧离子传导.     

应力作用对复合型多铁性材料BaTiO3-Fe磁电效应的影响

多铁性材料（multiferroic）是一种同时拥有铁电和铁磁性质的特殊功能型材料.室温下具有多铁性的单一化合物十分少见,但理论计算发现在铁电体（如BaTiO3,BTO）和3d过渡金属（如铁）的复合结构中存在较强磁电效应,这就为新型多铁性材料的寻找和制备揭示了新方向.用第一性原理方法,通过计算该类复合薄膜在不同应力作用下磁电效应的变化来揭示其铁电铁磁相互作用的机制.     

氧吸附硅烯的纳米结构的第一性原理

类石墨烯二维材料硅烯拥有与石墨烯(graphene)相似的性质.基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过计算模拟探讨了氧吸附对硅烯(silicene)纳米结构的性能影响.研究发现,氧吸附在硅烯后,硅烯在电子结构上改变了能带带隙,呈现半导体性质,对silicene单层纳米结构的实验研究具有理论指导意义和参考价值,同时在电子自旋器件的设计以及实践方面也具有潜在应用价值.     

透氧纤维素膜的制备及其性能研究

以NMMO(N–甲基吗啉–N–氧化物)工艺为基础,在纤维素溶液中加入CaCO3并在成膜后酸洗去除,制备具有适当透气度的纤维素膜.通过控制CaCO3的粒径和添加量,探讨纤维素膜透氧性能和拉伸性能的变化.结果表明:随着CaCO3的加入,纤维素膜的透氧系数增大,拉伸强度、断裂伸长率和透明度总体呈下降趋势.CaCO3添加量一定时,CaCO3粒径越大,透氧系数越大,拉伸强度和透明度越小.     

中空纤维陶瓷透氧膜反应器

通过相转化法制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α(LSCF)非对称中空纤维致密陶瓷膜,并进一步组装成了中空纤维陶瓷膜反应器.应用LSCF膜反应器可以直接从空气中分离出纯氧,氧产率在980℃和膜管内侧(真空侧)压力为5.33kPa的操作条件下可达到48.27 L(STP)/m2.h.该膜反应器还适合于各种氧化或脱氢反应等.     

表面缺陷对氧在InN(0001)上吸附的第一原理研究

研究了氧在InN(0001)面的吸附结构.结果表明,吸附能随着氧覆盖度的增加而减小,0.25 MLs氧吸附在InN(0001)-(2×2)衬底上的H3位是最稳定的吸附结构.对不同的表面缺陷,氧占据氮位比较稳定.氧的掺入很可能是造成InN的高载流子浓度和带隙变化的重要原因.     

Structural predictions based on the compositions of cathodic materials by first-principles calculations

A first-principles method is applied to comparatively study the stability of lithium metal oxides with layered or spinel structures to predict the most energetically favorable structure for different compositions. The binding and reaction energies of the real or virtual layered LiMO₂ and spinel LiM₂O₄ (M=Sc-Cu, Y-Ag, Mg-Sr, and Al-In) are calculated. The effect of element M on the structural stability, especially in the case of multiple-cation compounds, is discussed herein. The calculation results indicate that the phase stability depends on both the binding and reaction energies. The oxidation state of element M also plays a role in determining the dominant structure, i.e., layered or spinel phase. Moreover, calculation-based theoretical predictions of the phase stability of the doped materials agree with the previously reported experimental data.     

系列小分子与碱基尿嘧啶间氢键相互作用的理论研究

核酸碱基尿嘧啶分子可以使用3个不同位点与其他分子形成多种类型的分子间氢键.笔者使用密度泛函理论B3LYP/6-31＋G（d,p）方法优化得到了系列小分子与尿嘧啶分子形成的31个氢键复合物的稳定结构,进而使用MP2/aug-cc-pVTZ方法计算了这些氢键复合物的结合能.研究结果表明,尿嘧啶分子更倾向作为氢键给体与小分子形成氢键.尿嘧啶分子最易使用1号位点与小分子形成氢键复合物,最不易使用2号位点形成氢键复合物.甲基取代小分子氢键受体上的氢原子会使氢键强度变强.为了深入理解这些氢键复合物体系中氢键作用的本质,还使用B3LYP/6-31G（d,p）方法进行了自然键轨道（NBO）分析计算.自然键轨道（NBO）分析表明,大部分氢键复合物满足二阶相互作用稳定化能之和越大,结合能绝对值越大,结合得越稳定的原则,说明共价作用在这些氢键作用中起重要作用.     

氧气的适应性机制及低氧预适应研究进展

氧气是有氧代谢和能量产生的必要条件,对于大多数生物来说都是必不可少的。过多或过少的氧气都可能危害生命,因此研究生物快速响应变化的氧气水平的机制至关重要。当氧气需求超过氧气供应时,细胞就会变得低氧。介绍了氧气的特性以及生理、病理条件下低氧的适应机制,论述了低氧作为的积极方面——低氧预适应的历史和研究进展,展望了低氧预适应在高空、高原等极端环境中以及在卒中等相关临床疾病中的治疗前景。     

2019年熔盐电解法制备硅基能源材料热点回眸

介绍熔盐电解法制备硅材料及其在能源领域的应用,并回顾其2019年的基础研究进展。熔盐电解方法可以在较温和的温度下通过电化学还原氧化硅实现硅纳米材料的大规模制备,得到的硅纳米材料纯度和形貌可控,能够用于硅基光伏材料以及锂离子电池负极材料。     

功能梯度涂层材料的研究进展

功能梯度材料(FGM)是一种新型的复合材料,文章综述了其特征和性能及其热——机械理论分析的研究进展,其中包括一维稳态温度场的精确解、动态热载作用下的复合材料层合板模型、热载作用下的裂纹问题。并综述了功能梯度材料目前常采用的一些制备方法及使用情况,其中包括火花等离子烧结技术、粉末冶金法及离子结构工艺等,从而预见其具有很好的发展前途。     

高性能高分子材料：从基础走向应用

 自20世纪初提出高分子的概念以来,高分子材料越来越多地走进人们的生活,成为材料科学中最具代表性和发展前途的一类材料。高分子材料现已成为现代工业和高新技术产业的重要基石,与材料科学、信息科学、生命科学和环境科学等前瞻领域的交叉与结合,对推动社会进步、改善人们生活质量发挥了重要的作用。本文从通用高分子、生物医用高分子及能源高分子等应用于不用领域的高性能高分子材料出发,简述其发展历程和应用前景,并指出其发展对国民经济水平提高的促进作用。     

舰船特装器材多目标优化配置方法

 针对舰船海上执行任务期间随舰特装器材的保障问题,研究了特装器材的多目标优化配置方法。结合舰船特装器材保障的实际特点,以器材的体积、质量、费用为约束条件,以保障概率和利用率为优化目标,建立多目标多约束特装器材优化配置模型,并改进多目标粒子群算法,保证全局范围粒子多样性,避免算法过快收敛,以求得全局最优解。通过实例对比改进粒子群算法与标准算法的计算结果,分析不同指标权重比组合下的最优配置方案、不同约束条件下的多目标变化趋势,证明了改进粒子群算法的稳定性和多目标优化模型的实用性。     

稀土应用于电化学储能的研究进展

储能是实现清洁能源替代传统化石能源的关键,其核心是开发高效储能材料,其中稀土材料由于独特的电子结构,在电化学储能各领域显示出了巨大应用的前景.主要综述了稀土在铅酸蓄电池、镍氢电池、固体氧化物燃料电池(SOFC)、锂离子电池、超级电容器和锂硫电池中的研究和应用现状,期望发展系统功能材料合成和组装技术,拓展其在未来储能中的应用.     

有机—无机纳米复合材料研究进展

有机-无机纳米复合材料兼有无机和有机物的特点。溶胶-凝胶法、插层复合法、辐射合成法等无机纳米复合材料的制备方法均具有广泛的应用前景,今后的研究重点应着眼于提高其技术工艺的成熟性,利于工业化生产。     

基于滚动优化的校直工艺理论及实验研究

在分析细长轴类零件弯曲变形的基础上 ,结合行程控制校直工艺计算方法 ,将多弯曲点轴类零件的校直工艺问题作为一种优化问题进行讨论 ,反向校直弯曲作为约束条件之一 ,利用滚动优化算法 ,实现校直工艺实时预测算法 ,得到实时校直压点、支点和行程信息。实验研究表明 ,此算法满足校直精度要求 ,对全自动校直机设计开发有一定指导意义