Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ-Ag复合阴极材料的性能研究

为发展中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的阴极材料,用柠檬酸络合法合成了Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)粉体,并在BSCF中加入一定量的金属Ag作为SOFC的阴极材料.高温电阻测试表明复合阴极材料(BSCF-Ag)比纯BSCF材料具有较高的电导率.同时用交流阻抗法研究了BSCF-Ag复合阴极材料的性能,实验结果表明BSCF-Ag复合阴极材料的极化电阻明显小于纯BSCF,在750℃BSCF的极化电阻为0.41Ω.cm2,而BSCF-Ag的电阻仅为0.12Ω.cm2,约为BSCF的1/4.这标志着参杂Ag的BSCF阴极材料的性能明显优于纯BSCF材料.     

Bi3.6Eu0.4Ti3O12/ZnO复合薄膜的结构与发光性能的研究

为了研究Bi3.6Eu0.4Ti3O12/ZnO复合薄膜在结构与发光性能上的变化,采用化学溶液沉积法(CSD)在石英衬底上制备BET薄膜和BET/ZnO复合薄膜。XRD测试结果表明,所制备的BET薄膜与BET/ZnO复合薄膜均为良好的铋层状钙钛矿多晶结构,并具有(117)择优取向,ZnO的掺入对钙钛矿相BET结晶有促进作用,晶粒尺寸变大。在发光方面,BET薄膜与BET/ZnO复合薄膜的激发中心都位于350 nm附近的波段,发射谱主要包含位于595 nm和614 nm的两个峰,都属于Eu3+离子跃迁发光,但BET/ZnO复合薄膜在发光性能上却有较大的提高,这可能与ZnO具有强烈的紫外吸收及ZnO和Eu3+或Bi3+离子间存在较为有效能量传递有关。这种复合薄膜的研究将为探索新型的发光材料提供有益的借鉴。     

CO-Fe3O4磁性流体磁性能的研究

制备了以超细Co、Fe     

锰氧化物La0.67Ca0.33Mn0.9A0.1O3的正电子湮没研究

采用固相反应法制备了La0.67Ca0.33Mn0.9A0.1O3(其中A为Cr、Co、Fe、Al、Cu)系列Mn位替代的氧化物样品;利用正电子湮没对该系列样品的结构缺陷进行了分析,结果表明:τ1的变化范围不大,表明样品主要受大尺寸点缺陷的影响,τ2的变化比较明显,说明样品内存在一定数量的空洞及微空洞等缺陷.类比合金中正电子长寿命与缺陷簇之间的关系,估算了元素替代后样品的缺陷半径大小,可能大的空位团簇、位错和晶界在样品中起着重要作用.按Cr、Co、Fe、Al、Cu的掺杂顺序,平均寿命τavg逐渐增加,而电子密度ne则逐渐减小.说明元素掺杂引起锰离子局域环境的改变,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素的影响,导致了正电子寿命各参数的变化.     

La0.67 Sr0.18 □0.15MnO3的结构、磁性和电输运性质

利用溶胶一凝胶法制备了La0．67Sr0．18□0．15MnO3样品,并对其结构、磁性质和电输运性质进行了研究。x射线衍射研究表明,样品具有单相菱方六面体结构。磁性研究表明,样品存在铁磁一顺磁转变,居里温度约280K。电输运性质研究表明,在低温范围,样品电阻率的来源主要是电子与电子之间的散射,样品在高温范围符合非绝热近似下的小极化子导电行为。     

Bi掺杂O3型NaNi0.5Mn0.5O2钠离子电池层状正极材料的制备与储钠性能

O3型NaNi_0.5Mn_0.5O₂拥有高理论比容量且易于制备,是商业钠离子(Na⁺)电池的首选正极材料之一,但其循环稳定性仍面临挑战。利用Bi对NaNi_0.5Mn_0.5O₂进行改性。研究发现,Bi的引入可以在晶粒生长过程中通过调节表面能实现晶粒细化,并且Bi的掺杂增加了层状正极材料的晶胞参数,为Na⁺提供了宽的扩散通道,提高了Na⁺的扩散能力,优化了Na⁺在脱嵌过程中的可逆性。改性后的NaNi_0.495Mn_0.5Bi_0.005O₂实现了在2.0～4.0 V的电势区间内0.2 C倍率下的可逆容量为138.1 mAh/g,在5 C倍率下循环100圈后容量保持率可以达到97%。     

(La0.9Dy0.1)2/3Ba1/3Mn1-xAlxO3(x=0,0.05)氧化物的结构与磁性

【目的】为改善(La_(0.9)Dy_(0.1))_(2/3)Ba_(1/3)Mn_(1-x)Al_xO_3的磁热性能,研究掺杂Al对其晶体结构、居里温度、相变类型以及磁热性能的影响。【方法】采用固相反应法制备锰氧化物(La_(0.9)Dy_(0.1))_(2/3)Ba_(1/3)Mn_(1-x)Al_xO_3(x=0,0.05)样品,利用X射线衍射法分析样品的结构,用振动样品磁强计测量样品的磁性。【结果】所制备样品均为单相钙钛矿结构,属于菱方晶系,空间群为R-3c(No.167)。掺杂Al使样品居里温度由无掺杂的274K降低到248K,在外加磁场变化为20kOe时最大磁熵变由2.16J/(kg·K)降低到1.85J/(kg·K)。样品的铁磁-顺磁相变属于二级相变。采用双交换作用机制解释了居里温度和磁化强度的变化。【结论】非磁性元素Al替代Mn不改变其晶体结构,稍微降低了锰氧化物的磁热性能。     

C24H16N7O9Sm的晶体合成、结构与性质研究

用水热合成法合成了配合物C24H16N7O9Sm,并通过X单晶衍射测定了晶体结构.该配合物是以单核零维分子形式存在,中心离子Sm3+分别与邻菲啰啉上的氮原子和硝酸根上的氧原子以双齿螯合方式配位,配位数是10.通过红外、紫外、荧光光谱分析及热重分析,表明标题配合物具有良好的热稳定性,在292cm-1处有一强的紫外吸收峰,在634nm处的荧光发射峰强度最大,为Sm3+的4 G5/2→6 H9/2的电荷跃迁的特征发射光谱.     

AgNO3对多晶材料La0.6Sr0.05Na0.35MnO3结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多晶La0.6Sr0.05Na0.35MnO3粉体样品,用固相反应法制备了La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+xAgNO3(x=0.08,0.16)的粉体样品,块体于1 673K烧结得到.结果在样品中发现了Ag和Mn3O4相,对母体样品的晶格常数和晶胞体积都有微小影响;样品的居里温度随掺杂AgNO3含量的增加而增加;在1.8T磁场下La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+0.16AgNO3的块体材料在283K出现磁电阻峰值,为27%;La0.6Sr0.05Na0.35MnO3+0.08AgNO3块体也在283K左右出现峰值,为32%,在210～260K时磁电阻随温度变化不大.     

Sm2O3掺杂Ce2O3的加入量对YBa2Cu3O7-δ界面性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、寿命长、污染低等优点,是二十一世纪的绿色能源之一。当前SOFC阴极通常采用掺杂的ABO3钙钛矿型材料。这类材料在高温下具有较高的导电率和催化活性,但中温化是SOFC的趋势,高温下常用的La(Sr)MnO3阴极材料在中温下性能下降,不能满足中温下电导率的要求。本论文尝试采用柠檬酸燃烧法来制备YBa2Cu3O7-δ,并在YBCO中加入一定量的Sm2O3掺杂的Ce2O3(SDC)作为SOFC的阴极材料,通过对阻抗分析,研究了SDC掺杂量、烧结温度等对该阴极材料性能的影响。实验结果表明:随着SDC的掺杂量x(0≤x≤50%)和烧结温度的升高,阴极材料的界面阻抗减小。在SDC的掺杂量为50%时,且在800℃下烧结得到的烧结体界面阻抗最小,其界面比电阻仅为0.1353ohm/cm2(800℃),这标志着掺杂SDC的YBCO作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料时非常具有发展前景的。     

La1-xSrxTiO3薄膜的高通量X射线衍射

高通量材料合成方法和高通量材料表征手段区别于传统低效率的“试错法”材料发展方法,极大地加速了材料科学的变革和发展.通过设计程序进行了高通量X射线衍射实验,在保证数据分辨率条件下,高效地表征了La_1-xSr_xTiO₃薄膜上多个数据位点的晶体结构,验证了其成分的连续变化性质,为后续开展更多类型的高通量X射线衍射实验提供了指导.     

铝掺杂对无钴正极LiNi0.90Mn0.10O2结构及电化学性能的影响

采用共沉淀法将质量分数3%的Al取代Mn掺入二元Ni_0.90Mn_0.10OH₂前驱体中,经高温固相烧结合成一种无Co高Ni三元正极LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂,并通过X射线衍射(X ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能量弥散射线谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)等表征手段进行分析,探讨了Al³⁺掺杂对材料结构及性能的影响。结果表明,引入Al³⁺后,Ni_0.90Mn_0.07Al_0.03OH₂一次颗粒明显变细,对应LiNi_0.90Mn_0.07Al_0.03O₂结晶度明显提高...     

Fe掺杂In2O3薄膜的微结构与磁、输运性能

采用磁控溅射方法制备Fe掺杂In2O3基稀磁半导体(DMS)薄膜.通过XRD、XPS和XANES分析,确定Fe掺杂In2O3薄膜中没有出现Fe团簇以及Fe的氧化物第二相,Fe元素是以Fe2+和Fe3+的形式共同存在.通过输运特性ρ-T和HALL分析确定Fe掺杂In2O3薄膜的载流子浓度约4×1018cm-3,且Fe的掺杂并未改变In2O3的半导体属性.SQUID磁性测试显示Fe掺杂In2O3样品具有明显的室温铁磁性,铁磁性可以由束缚磁极子模型或双交换机制来解释.     

有氧条件下Au/CeO2/Al2O3催化还原NO的研究

NO是形成光化学烟雾、生成酸雨和破坏大气臭氧层的前驱气体之一,消除NO已成为近几年国内外催化界的研究热点.Cu-ZSM-5是国内外研究最成熟的催化剂,但实用性差.本研究以HAuCl4为前驱体,沉积-沉淀法制备Au/CeO2/Al2O3催化剂,用X-射线衍射(XRD )进行表征,考察了加入CeO2对Au/CeO2/Al2O3催化活性的影响.结果表明Al2O3、CeO2/A l2O3表面的Au晶粒小, 分散度高.Au/Al2O3的deNOx活性较低,而含金复合催化剂Au/CeO2/Al2O3的活性高于Au/Al2O3及Cu-ZSM-5.     

Se与Te替位掺杂对WS2-MoS2纳米器件电子输运性质的影响

基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法,研究了Se与Te原子替位掺杂对WS₂-MoS₂纳米器件电子输运性质的影响.结果表明,WS₂-MoS₂纳米器件为间接带隙半导体,器件电流在[+0.7 V,+1.0 V]与[-1.0 V,-0.9 V]偏压范围内随着偏压的增大逐渐减小,呈现显著的负微分电阻效应;Se与Te原子对WS₂-MoS₂纳米器件进行替位掺杂后均呈现有趣的负微分电阻效应,器件两端电流的隧穿也显著改善;Se原子对WS₂-MoS₂纳米器件中S原子进行替位掺杂时,器件转化为p型半导体;Te原子对WS₂-MoS₂纳米器件中S原子进行替位掺杂时,器件转化为p型半导体甚至金属,且导电性能大幅提升.     

Ce0.8Sm0.2O1.9中间层对La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ阳极电化学性能的影响

通过固相反应法合成La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)以及Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱法、循环伏安法和热膨胀法分别对试样的晶体结构、化学相容性、微观结构、电化学性能和热膨胀系数进行了研究。结果表明:LSCM阳极与SDC之间具有良好的化学相容性;含有SDC中间层的LSCM阳极显示出更小的比表面电阻和极化过电位;在800℃H2气氛下,含有SDC中间层的LSCM阳极的比表面电阻为0.76Ω.cm2,与单层LSCM阳极相比下降了72.1%,阳极极化过电位(电流密度为0.05A/cm2)下降了70.4%;SDC中间层的加入会导致热膨胀不匹配率的略微增大。     

质量比为0．2％ZnO掺杂Ba0．2Sr0．8TiO3与Ba0．2Sr0．8TiO3陶瓷的结构和变温变频复介电常数的对比测量分析

采用固相反应方法合成了（1-x％）Ba0.2Sr0.8TiO3＋x％ZnO（x=0,0．2）陶瓷材料,并分别用x射线衍射和变温变频介电谱方法,对它们的结构和复介电常数进行了对比测量分析．结果表明,质量比为0．2％ZnO的掺杂：（1）对样品的室温晶系类型没有影响,仍然为立方晶系,晶格常数仅仅减小了0．18％;（2）弥散铁电相变的相变温度由未掺杂的136K向高温移动至140K;（3）低温铁电相的复介电常数的实部ε′减小而虚部ε”增加,高温顺电相的ε’和ε″几乎不变;（4）样品中弥散铁电相变过程的ε″与测量频率f几乎无关;（5）样品中出现在高温区的离子扩散过程向低温移动．     

Fe3O4/Ag磁性纳米颗粒的制备及其催化还原性质

采用水相共沉淀法,以没食子酸作为还原剂,还原Ag[(NH3)2]+,制备出核壳结构的Fe3O4/Ag磁性纳米颗粒.研究了该磁性纳米颗粒对于对硝基苯甲醛还原反应的催化性能,研究结果显示:在40℃,纳米颗粒浓度为0.08%时,反应的收率可接近97%.同时使用过的纳米颗粒可较为方便地从反应液中分离,经多次循环使用后,催化性能没有明显下降.     

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.     

基于第一性原理对U3O8 的磁性和动力学性质的研究

基于第一性原理的密度泛函理论, 分别用(GGA) 和GGA+U方法对U₃O₈ 的磁性和动力学性质做了一定的研究,此外,在研究磁性的过程中,GGA+ U+ SO方法也被考虑其中. 优化得到的不同磁性态下的晶格参数和能量均与实验值吻合的非常好. 用铁磁和反铁磁下的能量差, E = E_AFM- E_FM, 作为磁性判断的一个标准, 计算发现U₃O₈的顺磁态为其基态. 对于动力学性质的研究, 不同于以往研究所采用的D_3d³点群, 本文采用C_2v晶体点群, 对U₃O₈的光谱属性重新进行归属和更正, 得到了与实验值基本一致的结果.