三元材料重要改性方法专利分析

锂离子电池主要有四大材料构成,其中,正极材料是四大材料中的核心材料,本文从专利角度分析了正极材料的发展现状,重点分析了正极材料中三元材料重要改性方法的专利技术路线,经过分析发现掺杂和包覆是最常规且发展迅速的重要改性手段;进一步针对掺杂和包覆分析了申请量逐年分布情况,从申请量上发现近些年掺杂改性的申请量一直高于包覆改性的申请量,三元正极材料的改性研究主要集中在掺杂改性技术上;并以Li[Ni,Co,Mn]O_2(NCM)为例探讨了三元材料中Ni、Co、Mn三种元素比例分布对三元材料性能的影响。     

新型Cu-Co复合氧化物催化剂的制备与性能分析

采用磁控溅射法制备了Cu-Co复合氧化物催化剂,并利用SEM、EDS及XRD等分析技术和CV、LSV测试方法,分析了Cu-Co复合氧化物的晶粒大小、微观形貌及催化性能。实验结果表明,催化剂中Cu、Co元素掺杂量对其晶粒大小和微观形貌有直接影响,溅射沉积所获得的CuCo_2O_4、Cu_2CoO_3和Cu-(1-x)Co_xO三种不同晶型的氧化物中,Cu_2CoO_3的催化活性最大,而Cu_(1-x)Co_xO与CuCo_2O_4催化活性相当,且Cu_2CoO_3表现出了更具竞争性的催化活性。     

过渡族金属离子掺杂ZnS纳米棒的制备及光学性质研究

利用溶剂热法制备过渡族金属Cu^2＋、Mn^2＋、Fe^2＋掺杂ZnS纳米棒．通过x射线衍射（XRD）、X射线能谱仪（EDX）、扫描电显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析研究过渡族金属离子（Cu^2＋、Mn^2＋、Fe^2＋）掺杂对样品的结构和形貌的影响．利用紫外可见分光光度计和共聚焦显微拉曼一荧光光谱仪（PL）对样品的光学特性进行表征．结果表明,样品为六角纤锌矿结构,过渡族金属离子成功掺入到ZnS晶格中．另外,金属离子的引入对ZnS纳米棒的发光特性有很大影响．     

类钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池Sm1.5Sr0.5NixCo1-xO4阴极材料的制备与电化学性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料Sm1.5Sr0.5NixCo1-xO4(x=0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0),利用XRD和SEM对其物相结构和微观形貌进行了表征.结果表明,该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在1200oC烧结时不发生反应,且在1100oC烧结4 h后,二者之间可以形成很好的接触界面.电化学性能结果表明,Sm1.5Sr0.5N i0.6Co1.4O4阴极在空气中700oC条件下测试得到的极化电阻为3.78 ohm.cm-2.电极的短期稳定性测试结果表明,在7200 s测量范围内,阴极电流密度随着测试时间的延长而缓慢下降最后逐渐趋于平稳,降幅约为2.1%.     

PANI／Co-TiO2纳米复合材料的制备和性能研究

利用前驱体原位聚合的方法在超声条件下制备了PANI/Co-TiO2纳米复合材料,用 FT-IR,SEM和TEM等对复合材料的结构进行了表征.研究了Co2+的掺杂量对复合材料电导率的影响.结果表明:复合材料为球体,粒径为1～12 nm,Co2+的掺杂对复合材料的团聚有一定抑制作用,减小了TiO2 颗粒的粒径,材料电导率随着Co2+含量的增加而提高.     

稀土-钼阴极二次电子发射性能研究

运用液固、液液、固固掺杂等方法制造稀土氧化物,并掺杂钼粉,而后运用等离子体的快速烧结与常规的高温、压制的烧结分别制造稀土-钼金属陶瓷的材料,同时应用金相显微镜与发射性能测试的方法对这些样品的微观结构和二次的电子发射的性能实施研究。结果显示稀土的氧化物混合均匀掺杂和组织上的细化,将有助于提高材料的发射性能。在实行高温的氢气处理后,会让这些样品的激活温度大幅度的降低,而发射系数就会大幅度的提高。     

氯化钠电解槽新阴极材料的研究

阐叙了用脉冲电镀法在NiCl2，Na2S2O3，CoSO4为主盐的溶液中，在碳钢基村上镀制低氢过电位Ni-S—Co合金新阴极材料的方法，初步确定了脉冲电镀的有关参数．研究了能降低镍基镀层氢过电位合金的成份及镀层氢过电位与各组成元素含量的关系，并对镀该组成、电流密度和合金镀层组成的关系，以及电沉积条件和合金组织的关系进行了一系列探讨．     

混合元素掺杂对Sr_2MgSi_2O_7蓝色长余辉发光材料的影响

采用溶胶-凝胶法合成了不同元素混合掺杂Sr2MgSi2O7系列蓝色长余辉发光材料,并对其发光性能进行研究,探讨掺杂元素对材料发光性能的影响规律性.激发发射光谱实验表明其峰均为宽带峰,最大发射峰位于466nm附近,是由典型的Eu2＋的4f5d-4f跃迁导致的.所合成的Eu2＋,Dy3共掺杂发光材料Sr2MgSi2O7余辉时间可达8hrs以上,具有合适的能级陷阱0.76eV.     

价非均衡化体系Li(CoxAl1-x)O2、Li(Al,Co)xMn1-xO2的X射线表征及Al、Mn掺杂的影响

运用X射线衍射法研究价非均衡化体系Li(CoxAl1-x)O2、Li(Al,Co)xMn1-xO2的X射线表征Al、Mn掺杂的影响。并得到掺杂Mn使材料c轴变长a轴变短的结论。     

空气电极催化剂La2-xSrxCuO4+λ在氧还原反应中的催化活性研究

合成了La2-xSrxCuO4+λ(0≤x≤1)系列类钙钛矿复合氧化物,并作为催化层电极材料制备了空气电极,在碱性介质中以Hg/HgO为参比电极测量了电极的极化曲线、循环伏安和交流阻抗,考察了组成对催化剂的电催化活性的影响.研究发现La2-xSrxCuO4+λ型类钙钛矿复合氧化物电极材料催化活性较高,并且活性随Sr掺杂量的不同活性也有所变化.EIS测试结果表明不同配比的La2-xSrxCuO4+λ型类钙钛矿复合氧化物电极阻抗谱均由一个半圆和一个拖尾直线组成,并提出了空气电极的等效模拟电路,得到了模拟值,对拟合的动力学参数进行了解释.     

钴酸镧掺杂Ti/RuO_2电极材料电化学性能研究

采用热分解法制备了不同比例钴酸镧掺杂Ti/RuO_2电极材料。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)等分析方法表征电极涂层的物相结构与形貌特征,采用电化学测量表征电极的物理化学性能。分析表明电极涂层由不规则的颗粒组成,颗粒间有一定的孔隙,掺杂钴酸镧电极涂层含有Ti,Ru,La及Co金属元素,相结构主要为金红石相,掺杂钴酸镧电极涂层的晶粒较小,不同掺杂量对晶粒大小影响不大。电化学研究表明,电极具有典型的钌氧化物所具备的电化学性能,掺杂钴酸镧电极的电化学面积较大,电极的可逆性能得到改善。所制备的电极具有大致相同的析氧电位(1.19 V vs. SCE),随着钴酸镧掺杂量的增多,Tafel斜率依次减小,表明掺杂钴酸镧电极的活性较高,且掺杂钴酸镧后电极强化寿命得到显著提高。     

镍掺杂Ca_3Co_4O_(9+δ)材料的制备与磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了热电材料Ca_3Co_(4-x)Ni_xO_(9+δ)(x=0,0.17,0.25)粉体.利用XRD和SEM对材料的物相和形貌进行分析,XRD测试结果表明,随着镍掺杂含量增加,衍射峰向小角度偏移,说明了镍元素已经进入了Ca_3Co_4O_(9+δ)晶格中.通过SEM扫描发现,材料的晶粒呈层状结构且尺寸大小均匀.通过振动样品强磁计(VSM)对样品磁性进行分析,发现镍元素的掺杂对样品的磁性有轻微的影响.     

TiO2负载氮化钴钼催化剂的制备及其加氢脱氧性能

利用TiO2负载CoMo氧化物在NH3气流中进行程序升温反应,制备了一系列不同Co负载量的氮化CoMo/TiO2催化剂,采用BET和XRD对其进行了表征.以苯酚为模型化合物,考察了氮化CoMo/TiO2催化剂的加氢脱氧性能,采用拟一级反应动力学对苯酚消耗反应速率常数进行了拟合.结果表明: Co3Mo3N是由CoMoO4氮化生成,而不是由CoO和MoO3混合氧化物氮化生成.随着Co的加入,在催化剂中形成了双金属氮化物新相Co3MO3N.Co的加入对于改变催化剂的比表面积大小和加氢脱氧性能起到了正反两方面的作用.不同催化剂加氢脱氧的反应速率大小顺序为:Co4Mo12＞Co6Mo12＞Co2Mo12＞Co8Mo12＞Co0Mo12＞thermal.     

钠离子电池钼基负极材料的研究进展

由于钠离子电池资源丰富,成本低廉,在大规模储能等方面具有很大的发展潜力.负极材料作为钠离子电池重要的组成部分,提升负极材料的性能是研究人员关注的重点内容.由于钼基过渡金属化合物在电化学反应过程中发生多电子转移,可以提供很高的可逆容量,因此钼基过渡金属化合物作为钠离子电池负极材料被广泛关注.从3个方面对钼基过渡金属化合物进行综述,首先,介绍钼基氧化物负极材料的研究进展;其次,介绍钼基硫化物负极材料的研究进展;最后,对开发与应用高性能钠离子电池钼基负极材料进行总结与展望.     

金属掺杂诱发二维过渡金属卤化物的多铁性

二维过渡金属卤化物（如CrI3）以其独特的电子结构和磁性等性质,受到了越来越多的关注本征的二维过渡金属卤化物通常具有高对称性的结构（如D3d对称性）,导致铁电性质的缺失为了在过渡金属卤化物中诱导多铁性,该文采用密度泛函理论系统地研究了金属原子Li或Al掺杂对二维过渡金属三卤化物RhX3、IrX3（X=Cl、Br）材料结构稳定性、电子性质以及铁磁铁电性质的影响计算结果表明,Li或Al掺杂会引起体系的Jahn Teller畸变,降低体系的结构对称性,从而产生面内的极化同时,金属掺杂引入的电子局域在过渡金属的d轨道上,形成局域磁矩,使得体系同时具有了铁电性和磁性这一发现为实现二维的铁磁铁电性材料提供了新的研究思路,将对自旋电子学的研究发展产生重要意义     

第一过渡系金属离子掺杂的TiO2纳米粒子光催化活性的研究

用溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂第一过渡系金属离子(V5 、Cr3 、Mn2 、Fe3 、Co2 、Ni2 、Cu2 和Zn2 )的TiO2纳米粒子,以甲基橙的光催化氧化评价纳米粒子的活性,借助XRD考察掺杂对TiO2相变及粒径的影响,探讨金属离子的物化性质与其对TiO2性能影响的关系,研究掺杂改性的机制.结果表明:除Cr3 外的其它离子掺杂均能提高TiO2活性且最佳掺杂量相近,反应过程中V2O5析出使0.1%V-TiO2活性逐渐降低;掺杂均能轻微抑制锐钛矿向金红石的转变,对晶粒长大轻微抑制或无影响;离子适中的Ea/r及全充满或半充满的电子构型均有利于TiO2活性提高,两者谁占主导地位随掺杂离子不同而不同;离子化合价高于 4时高化合价对催化剂活性的正效应能完全克服不适的Ea/r与电子构型的负效应.第一过渡系金属离子掺杂对TiO2活性的影响由金属离子的Ea/r、电子构型及价态共同决定,与掺杂对TiO2结构相变和粒径的影响关系不大.     

选择性降低卷烟烟气中CO和NO_x的钙钛矿型催化剂研究

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了纳米级La1-xLnxFe1-yMyO3钙钛矿型复合氧化物烟用催化剂(其中Ln为稀土金属,M为过渡金属).应用TG-DTG、XRD、氮吸附、SEM和TEM等手段研究了制备条件及催化剂性质对催化剂性能的影响;并将催化剂添加于烟草薄片中试制卷烟,考察了催化剂薄片对烟气中CO和NOx等有害物质的脱除效果.结果表明,在700℃焙烧2 h所得样品平均粒径为50 nm,BET比表面积为17.36 m2.g-1;当LaFeO3型钙钛矿的La3+(A位)和Fe3+(B位)分别被某稀土元素Ln和过渡元素M部分取代后,La0.7Ln0.3Fe1-yMyO3具有最高的CO催化氧化和NO催化还原活性.将质量分数2%的La0.7Ce0.3Fe1-yMyO3钙钛矿复合氧化物添加于卷烟中,可选择性降低卷烟烟气中CO和NOx的质量,其降幅分别为16.0%和15.9%,而总粒相物的降幅较小.     

钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片的制备及电催化OER性能研究

【目的】为提高Co(OH)₂催化电解水阳极析氧反应(OER)活性,通过试验,验证提高催化OER活性的具体方案,为加快OER反应提供试验依据和构筑方法。【方法】首先通过一步高温热解法制备嵌入金属Co单质的氮掺杂碳纳米管(Co@NCNT),然后以金属钴为锚定点,通过简单水热反应将过渡金属氧化物嵌入Co@NCNT表面,成功制备了Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂,并利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试分别对其结构、形貌进行分析,了解其变化特征。【结果】制备的Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂在1 mol/L KOH溶液中表现出较好的OER活性和优异的稳定性。【结论】M(OH)₂与LDHs是各种OER催化剂的真正活性物质,但是制备过程中易发生团聚现象。钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片试验方法能够有效解决上述问题,并为制备碳负载过渡金属氢氧化电催化剂的制备提供方法和数据支撑。     

Fe元素掺杂TiO2纳米品结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500℃纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

Fe元素掺杂TiO_2纳米晶结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500°C纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.