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2017年 第46卷 第11期
刊出日期：2017-11-15

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2017, 46(11):  1. 

摘要 ( 3 )   PDF (1387KB) ( 8 )  

相关文章 | 计量指标

硅单晶生长工艺参数建模及多目标优化

黄伟超;刘丁

2017, 46(11):  2095-2101. 

摘要 ( 17 )   PDF (1746KB) ( 28 )  

相关文章 | 计量指标

为了获得满足高品质硅单晶体生长的工艺参数,一种计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法、数据处理组合法(group method of data handing,GMDH)型神经网络和第二代非支配排序遗传算法Ⅱ(nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的混合策略被提出,并对Czochralski(Cz)法硅单晶生长进行建模和工艺参数的多目标优化.将包含了加热温度、晶转速度、埚转速度和提拉速度等四个设计变量的固液界面形变量h和缺陷评价准则V/G作为目标函数.通过CFD进行数值计算,获得GMDH训练所需要的样本,并建立目标函数多项式模型,最后利用NSGA-Ⅱ得到满足了Pareto最优解的工艺参数.通过实际工程验证,证明了所提出的混合策略为获取晶体生长工艺参数提供了一种新的数值计算方法.

衬底温度对碲化镉薄膜结构及光学性能的影响

杨恢东;张翠媛;王菁;陈玉玲;彭炳荣;刘辉

2017, 46(11):  2102-2106. 

摘要 ( 8 )   PDF (1174KB) ( 16 )  

相关文章 | 计量指标

碲化镉(CdTe)因具有良好的光电性能和吸收性能经常被作为太阳电池的吸收层材料.以纯度为99.99;的CdTe陶瓷靶为靶材在玻璃衬底上采用射频磁控溅射的方法制备了一系列的CdTe薄膜,研究了衬底温度对样品薄膜的厚度、结构和光学性能的影响.结果表明:随着衬底温度的增加薄膜的厚度在逐渐地减少;制备的薄膜都是立方闪锌矿结构且具有高度的(111)面择优取向;薄膜对可见光有较好的吸收性能,随衬底温度的增加而减小.

CaO对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃结构与性能的影响

殷哲一;张雪峰;邓磊波

2017, 46(11):  2107-2114. 

摘要 ( 8 )   PDF (2653KB) ( 23 )  

相关文章 | 计量指标

以化学纯试剂为原料,采用熔融法制备MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系微晶玻璃.利用DSC、XRD、SEM等及理化性能测试手段研究了不同CaO含量对微晶玻璃析晶行为、物相组成、显微结构及理化性能的影响.结果表明:一定含量的CaO可以降低析晶活化能,促进玻璃析晶;随CaO含量的增加,微晶玻璃主晶相由假蓝宝石向α-堇青石转变,晶体形貌由棒状晶转变为枝状晶,晶粒尺寸呈先减后增的趋势;当CaO含量为3wt;时微晶玻璃热膨胀系数和相对介电常数(εr)达到最低,分别为3.89×10-1℃-1和10.09(1 MHz);当不外添CaO时微晶玻璃Vickers硬度达到最大,为10.52 GPa.

P型微晶硅氧薄膜光电性能研究

彭文博;刘大为;高虎;杨彦斌;黄艳红;于威

2017, 46(11):  2115-2118. 

摘要 ( 4 )   PDF (1596KB) ( 15 )  

相关文章 | 计量指标

本工作采用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了P型微晶硅氧窗口层薄膜,讨论了P型微晶硅氧的光电特性随硼烷掺杂率的变化.采用紫外-可见透射光谱,拉曼光谱,傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR),暗电导测量对薄膜的光电特性进行了表征.结果表明,P型微晶硅氧材料均表现为微晶态,随着硼烷掺杂率增加,晶化程度逐步降低,暗电导率快速减小,光学带隙持续降低.该结果可归因于硼烷掺杂的增加抑制晶化使得非晶成分增多,有效掺杂率降低导致薄膜电导率下降,另一方面,对硅氧物相分离的阻碍作用导致薄膜带隙下降.硼烷掺杂率为0.4;样品的电导率高达0.158 S/cm且光学带隙为2.2 eV,兼具高透射性和良好电导率,可作为高效硅基太阳电池的窗口层.

磁场结构对Φ300mm直拉单晶硅碳杂质的影响研究

李岩;李进;景华玉;高昂;高忙忙

2017, 46(11):  2119-2124. 

摘要 ( 16 )   PDF (2097KB) ( 32 )  

相关文章 | 计量指标

本文利用CGSim晶体生长软件分析了不同磁场结构对直拉单晶硅中碳杂质含量的影响.结果表明,气氛中的碳原子主要通过熔体自由表面上靠近坩埚壁一侧区域扩散进熔体.通过调节对称磁场和非对称磁场的结构参数来抑制碳原子掺入区域的对流强度,增大碳原子扩散层的厚度,进而降低熔体中的碳原子浓度,最终获得低碳含量的直拉单晶硅.

煤系高岭石插层合成X型沸石分子筛及其结构中钾的占位

程宏飞;徐培杰;周熠;刘钦甫

2017, 46(11):  2125-2131. 

摘要 ( 2 )   PDF (2183KB) ( 12 )  

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归属于八面沸石结构(FAU)的X型沸石分子筛是一种重要的催化剂,在石油化工及吸附剂领域具有广泛应用前景,目前利用传统工艺生产的沸石分子筛价格昂贵.我国煤系高岭石资源丰富、品质优良,经过醋酸钾插层处理后,是合成X型分子筛的理想原料.本文应用X射线衍射、红外光谱、热重等多种表征技术,对高温焙烧后的高岭石/醋酸钾插层复合物进行了表征.结果表明,焙烧高岭石/醋酸钾插层复合物合成X型沸石的最佳温度为800℃,最佳浓度为30;.并进一步探讨了高岭石/醋酸钾插层复合物合成X型沸石分子筛的机理、结构以及钾离子在沸石分子筛骨架外的分布位置.

Sb2(S1-x Sex)3(0≤x≤1)薄膜太阳能电池的研究进展

刘晟楠;钟敏;李红杰

2017, 46(11):  2132-2136. 

摘要 ( 12 )   PDF (338KB) ( 18 )  

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Sb2(S1-xSex)3(0≤x≤1)化合物是重要的半导体材料,主要包括Sb2Se3、Sb2Se3及Sb2(S,Se)3三种材料,元素储量丰富且环境友好、组分简单、价格低廉,同时其禁带宽度合适(1.1～1.8 eV),吸光系数大(＞105 cm-1),非常适合用作新型低成本低毒的薄膜太阳能电池的吸收层,有可能成为下一个研究热点.本文综述了近几年来Sb2Se3、Sb2Se3及Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池的研究进展,并对其发展趋势进行了展望.

晶核剂P2O5对CaO-Al2O3-SiO2系黄磷炉渣微晶玻璃析晶的影响

陈丹莉;黄小凤;刘红盼;尚志标;刘秀状;赵丹;范莹莹

2017, 46(11):  2137-2142. 

摘要 ( 3 )   PDF (1672KB) ( 12 )  

相关文章 | 计量指标

采用熔融法以自然冷却黄磷炉渣为主要原料,P2O5为晶核剂,制备了黄磷炉渣微晶玻璃.利用X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)等分析技术手段,探究了晶核剂P2O5(以KH2PO4的形式引入)对黄磷炉渣微晶玻璃晶化行为及物化性能的影响规律.结果表明:黄磷炉渣基础玻璃的析晶峰温度Tp及析晶活化能E随着P2O5晶核剂的增加呈现先减小后增大的趋势;当晶核剂P2O5加入量达到4wt;时,黄磷炉渣基础玻璃的析晶峰温度Tp及析晶活化能E最小,析晶效果最优,物化性能最优;主晶相硅灰石(CaSiO3)并不随着晶核剂P2O5加入量的增大而发生改变,同时能够促进晶相氟磷灰石(Ca5(PQ)3F)生成.

铜锌锡硫正极全固态薄膜锂离子电池的研究

肖东丽;周康;童君

2017, 46(11):  2143-2146. 

摘要 ( 3 )   PDF (1104KB) ( 12 )  

相关文章 | 计量指标

采用铜锌锡硫(CZTS)四元硫化物材料作为全固态薄膜锂离子电池(TFLB)的正极功能层.通过磁控溅射及硫化工艺制备了CZTS多晶薄膜,并经过组分调控及硫化工艺控制等方案,提高了CZTS正极薄膜的电子导电性.此外,通过引入疏松的微观结构,抑制了由充放电过程中的体积膨胀所导致的容量衰减,提升了TFLB循环性能.所制得的TFLB结构为玻璃/Mo/CZTS/LiPON/Li,首圈放电容量高达200μAh·cm-2 ·μm-1(482 mAh ·g-1),放电平台约为1.1V.

稀土元素与In共掺对SnO2导电性能影响的第一性原理研究

张颖;王景芹;康慧玲

2017, 46(11):  2147-2153. 

摘要 ( 10 )   PDF (2148KB) ( 20 )  

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AgSnO2触头材料中的SnO2近乎绝缘,为了提高触头材料的电性能提出了稀土材料La、Ce、Y和In共掺杂的方法.采用基于密度泛函的第一性原理对SnO2以及单掺杂稀土元素的SnO2和共掺稀土元素和In的SnO2晶胞进行能带和态密度的计算.结果表明:掺杂后的材料仍旧是直接带隙半导体材料,都具有热稳定性,共掺杂可以进一步使得导带底、价带顶向费米能级附近移动,进而窄化带隙;共掺杂比单掺的电子有效质量小,电导率大,其中Y和In共掺杂的导电性最好.共掺杂比单掺稀土元素更能提高AgSnO2触头材料的导电性,为触头材料的发展提供了理论依据.

莫来石轻质球形料结构与性能

赵鹏达;赵惠忠;张德强;吕康华;易萍

2017, 46(11):  2154-2158. 

摘要 ( 3 )   PDF (1605KB) ( 13 )  

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对以铝矾土为主要原料制备获得的莫来石轻质球形料进行了系统的结构与性能研究,研究结果表明:轻质莫来石球形料的主要化学成分为Al2O3和SiO2,物相为莫来石相,球形颗粒表面莫来石柱状结晶交织排布,内部含有大量气孔,堆积密度为1.60 g/cm3,颗粒体积密度为1.75 g/cm3,显气孔率为38;,耐火度大于1790℃,800℃下导热系数为0.245 W/(m· K),热震5次后球形保持率大于95;.

C和F掺杂p型ZnO的第一性原理研究

李强;向晖;谭兴毅;杨永明

2017, 46(11):  2159-2163. 

摘要 ( 2 )   PDF (1659KB) ( 14 )  

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采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对C/F单掺杂ZnO和C-F共掺杂ZnO的O位体系进行了研究,讨论了掺杂体系的稳定性、电子结构和电学性质、光学性质.研究结果表明C和F共掺的形成能比C单掺的形成能小很多,即C和F共掺增加了体系的稳定性;计算获得的电导率之比分别为σC-ZnO/σZnO=9.45,σF-ZnO/σZnO=6.78,σC-F-ZnO/σZnO=19.62,显然,C和F共掺杂对ZnO体系的电导率增强效果最明显;载流子迁移率之比μC-ZnO/μZnO=1.67,μF-ZnO/μZnO =2.31,μC-F-ZnO/μZnO=2.50,说明C和F共掺增加了载流子迁移率.综合电导率和载流子迁移率二者结果,可认为C和F共掺极大地提高了ZnO的导电性.ZnO掺杂体系在可见光波长范围内透射率大于95;,具有良好的透光性.计算结果为实验上制备p型透明导电ZnO材料提供了理论指导.

ZnS/g-C3N4复合型催化剂的制备及其可见光光催化性能

刘勇;李江华;李子黎;黄明;郑小刚;由耀辉;付孝锦

2017, 46(11):  2164-2168. 

摘要 ( 5 )   PDF (1649KB) ( 14 )  

相关文章 | 计量指标

利用共沉淀的方法制备了ZnS/g-C3N4复合型催化剂,并考察其在可见光区对罗丹明B的光降解性能的影响机制.采用TEM、BET、XRD、ICP、FT-IR和XPS等分析手段表征了样品,并评价了样品的光催化活性.结果表明,与g-C3N4相比,ZnS负载量为5wt;的ZnS/g-C3N4催化剂活性会更高一些,且经过四次循环实验后样品的光催化性能未明显失活.这可能归因于ZnS和g-C3N4所形成的异质结构提高了光催化效率.

磁性Fe3O4/膨胀石墨对亚甲基蓝的吸附性能研究

范文娟;常会

2017, 46(11):  2169-2177. 

摘要 ( 2 )   PDF (2725KB) ( 12 )  

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以膨胀石墨(EG)为载体,采用简单的水热法,制备出磁性Fe3O4/膨胀石墨(MEG).采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MEG的组成结构和形貌进行表征.以亚甲基蓝为目标污染物,探讨了溶液pH值、吸附时间、盐离子浓度和亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行研究.结果表明:当亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L-1,pH值为7,吸附时间为60 min时,对亚甲基蓝的去除率和吸附量分别为97.03;和48.52 mg·g-1,随着溶液中盐离子Na+和Ca2浓度的增加,MEG对亚甲基蓝的吸附性能降低;MEG对亚甲基蓝的吸附行为符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.MEG可以使用磁铁进行分离回收,回收率达95.71;.5次吸附-再生后,吸附量仍较高为41.72 mg·g-1,说明MEG吸附剂具有较稳定的重复使用能力.

煅烧温度对溶胶-凝胶合成BCZT纳米粉体的影响

吉祥;王传彬;李诵斌;沈强;张联盟

2017, 46(11):  2178-2182. 

摘要 ( 6 )   PDF (1669KB) ( 17 )  

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针对传统固相反应法制备粉体存在的成分偏离和引入杂质等问题,采用溶胶-凝胶方法合成了0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3) TiO3(BCZT)无铅纳米粉体,主要研究了煅烧温度对其结构和形貌的影响.TG-DSC、XRD、SEM、TEM、FTIR等测试结果表明:在900～1100℃的温度范围内,溶胶-凝胶合成的BCZT粉体表现为单一的立方相结构;随着煅烧温度的升高,粉体的结晶性逐渐增强,颗粒尺寸增大;适宜的粉体煅烧温度为900,与传统固相反应法相比可降低约400℃;在此煅烧温度下得到的BCZT粉体粒径均匀,尺寸约50 ～ 60 nm,结晶良好,成分均匀.

荧光标记用Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料的研究

樊婧;周雪松;常石岩;蔡永丰;沈毅

2017, 46(11):  2183-2189. 

摘要 ( 3 )   PDF (2188KB) ( 14 )  

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通过水热共沉淀法制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料并对其进行表面修饰,研究了添加不同金属络合剂对样品粒径、分散性、发光性能的影响及表面修饰后样品的性能.通过X射线衍射分析,激发发射光谱及余辉性能测试研究了不同金属络合剂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+结晶性能、发光性能的影响,通过SEM和TEM图分析研究了不同金属络合剂对颗粒粒径、分散性的影响,结果表明添加EDTA时样品结晶与发光性能良好且粒径为50～ 200 nm,为制备Sr2 MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光颗粒的最佳添加剂.此外,将样品进行表面修饰后,通过红外光谱、Zeta电势分析研究了其官能团的连接情况和电势大小,通过纳米粒度分析、SEM和TEM图谱分析研究了表面修饰后样品的粒径分布、形貌以及核壳结构,结果表明样品表面修饰后成功包裹了SiO2壳层,并通过悬浮测试证明了SiO2包覆后的长余辉纳米粒子悬浮性能良好.

g-C3N4/TiO2可见光催化降解磺胺二甲基嘧啶的研究

李余杰;朱翔;张智;卢鹏;蔡松柏;李俊辉;彭竹葳;魏婷

2017, 46(11):  2190-2196. 

摘要 ( 2 )   PDF (2192KB) ( 14 )  

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以商用TiO2颗粒和三聚氰胺为原料,采用高温煅烧法制备g-C3N4/TiO2复合光催化材料.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、低温氮气物理吸附和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis)对g-C3N4/TiO2的进行表征,并研究在可见光条件下g-C3N4/TiO2对溶液中磺胺二甲基嘧啶(Sulfamethazine,SMT)的光催化降解效果.结果表明:TiO2颗粒附着在层状结构g-C3N4/表面,形成具有孔隙结构和更大比表面积的g-C3N4/TiO2,有利于污染物的吸附.g-C3N4/TiO2的光吸收带边移动到430 nm,具有可见光响应.在可见光照射下,当g-C3N4/TiO2投加量为0.2 g/L时,初始浓度为0.5 mg/L的SMT在3h内去除率可达98.8;.在相同条件下,g-C3N4和TiO2只能分别去除57.8;和9.7;的SMT.活性物质掩蔽实验表明g-C3N4/TiO2光催化降解SMT过程中,超氧自由基(·O2-)和光生空穴(h+)在降解SMT时起主要作用.

单分散BaFe12-xCuxO19纳米颗粒磁性能及穆斯堡尔谱分析

张鹏;张小平;王军

2017, 46(11):  2197-2202. 

摘要 ( 10 )   PDF (2107KB) ( 14 )  

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采用水热法制备BaFe12-xCuxO19(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8)钡铁氧体,探讨Cu2掺杂量对纳米BaFe12O19微观结构以及磁性能的影响.穆斯堡尔光谱分析结果显示,Cu2可以定量可控的掺入到BaFe12O19的晶格中.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同掺杂量的样品进行表征,结果表明,800 ℃热处理可以明显提高BaFe12O19纳米颗粒的结晶性,并随着Cu2掺入量的增多BaFe12O19的晶粒尺寸逐渐增大.从磁测量分析结果可以得知,适当掺入Cu2可以降低BaFe12O19的矫顽力与饱和磁化强度,使得BaFe12O19纳米颗粒开始从硬磁性能向软磁性能转变.

稀土掺杂Sr5(PO4)2SiO4发光材料的制备工艺研究

李睿;罗凤珍;罗欢;刘羽飞;陈锦儒;文昊翔

2017, 46(11):  2203-2206. 

摘要 ( 7 )   PDF (1116KB) ( 14 )  

相关文章 | 计量指标

采用高温固相法制备了稀土掺杂Sr5(PO4)2SiO4发光材料,研究了样品的发光性能,研究了预烧结温度、烧结温度、烧结时间对样品发光性能的影响.Sr4.975(PO4)2SiO4∶0.025Eu2荧光粉能够被400 nm左右的近紫外光激发,发射光谱受基质品格结构影响呈现双峰发射现象.实验结果表明,预烧结温度选择850℃,烧结温度选择1400℃,烧结时间选择600 min,制得的样品的发光性能最佳.

飞秒激光加载下二维氮化硼损伤机理研究

任达华;向宝燕;谭兴毅;胡诚

2017, 46(11):  2207-2212. 

摘要 ( 5 )   PDF (2175KB) ( 16 )  

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二维氮化硼用在纳米电子及光电子领域时,常用飞秒脉冲激光进行加工,因此研究飞秒激光与二维六角氮化硼(h_BN)相互作用具有很好的应用价值.本文基于含时密度泛函理论研究了飞秒激光脉冲与二维h_BN纳米片相互作用,研究结果表明:激光脉冲作用在二维h_BN纳米片时,N-H键、B-H键键长被拉长,B-N键逐渐被破坏,最终导致二维h_BN整个结构坍塌而解体.此外,还发现激光强度影响N-H、B-H、B-N键最先断裂时间;同时飞秒激光的极化方向影响电荷密度分布.

烧成工艺制度对钒尾矿基泡沫陶瓷性能的影响

赵威;王竹;高佳研;韩茜

2017, 46(11):  2213-2218. 

摘要 ( 2 )   PDF (2123KB) ( 14 )  

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采用商洛钒尾矿、钾长石和粘土为原料制备泡沫陶瓷,在确定原料配方的基础上,研究烧结温度、升温速率和保温时间对泡沫陶瓷体积密度和抗压强度的影响,确定最优烧成工艺参数,制得质量轻、强度高、导热系数低的高性能泡沫陶瓷材料.结果表明:8℃/min从室温至1000℃,再以3℃/min的升温速度烧至1135 ℃保温30 min,在此烧成工艺条件下制备的泡沫陶瓷试样的体积密度为420 kg/m3,抗压强度为3.1 MPa,导热系数为0.09 W/(m· K).

氧化锆凝胶注模工艺研究

丁志静;侯永改;黄庆飞;谢育波

2017, 46(11):  2219-2223. 

摘要 ( 2 )   PDF (1607KB) ( 14 )  

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采用凝胶注模成型超细粒度氧化锆陶瓷.使用小分子型分散剂PBTCA(2-磷酸丁烷1,2,4-三羧酸)制备高固相、低粘度浆料.探讨了分散剂含量、单体与交联剂的比例及引发剂的含量对生坯及氧化锆陶瓷性能的影响.结果表明:当固相含量为50vol;,分散剂加入量为0.2wt;,浆料的粘度为0.86 Pa·s.且当单体和交联剂的比例为15∶1、引发剂的加入量为2.5wt;时,生坯抗弯强度为29.56 MPa;经1520℃烧结后,氧化锆陶瓷体积密度和抗弯强度分别达到5.96 g/cm3和828.46 MPa.通过SEM进行断面观察,其结构均匀致密.

Co掺杂改性CaTi2O4(OH)2纳米片的溶剂热制备及电化学性能

董伟霞;包启富;顾幸勇;严常青;邱柏欣

2017, 46(11):  2224-2227. 

摘要 ( 2 )   PDF (1550KB) ( 14 )  

相关文章 | 计量指标

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过掺杂Co元素,用溶剂热法制备了CaTi2O4(OH)2片状结构.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的显微结构进行检测分析,并利用CHI660E电化学工作站测试掺杂样品电化学性能,研究掺入Co元素对CaTi2O4 (OH)2样品的物相结构、微观形貌以及其电化学性能的影响.实验结果表明:随着钴离子掺入量增加样品的比电容先增加后减小,当Co掺杂量为2;样品的电化学性能最优,且在10 mA/cm2的工作电流密度下,其比电容为496.3 F·g-1.

溶胶-凝胶法制备高Mg含量Zn1-x MgxO薄膜

李毛劝;戴英

2017, 46(11):  2228-2232. 

摘要 ( 7 )   PDF (1163KB) ( 21 )  

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采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基板上制备了ZB1-xMgxO薄膜,研究退火温度对高Mg含量Zn0.5Mg0.5O薄膜的相组成、相偏析及紫外-可见透过光谱中吸收边移动的影响,当退火温度≤500℃时,Zn0.5Mg0.5O薄膜未发生相偏析现象,且400℃退火处理制备的Zn0.5Mg0.5O薄膜的紫外-可见透过光谱中吸收边蓝移最大.因此,对于高Mg含量Zn0.5Mg0.5O薄膜,退火温度是影响Mg2+在ZnO中固溶度的关键因素,且400℃是其理想的退火温度.在此条件下研究了不同Mg含量对Zn1-xMgO(x=0～0.8)薄膜带隙调节的影响,随着Mg含量的增加,其紫外-可见透过光谱中紫外光区吸收边呈现规律性蓝移,光学带隙值Eg从纯ZnO的3.3 eV调节至4.2 eV.

电熔镁铝尖晶石和轻烧镁粉对合成镁铁铝系复合尖晶石的影响

王彦惠;陈树江;李国华;田琳

2017, 46(11):  2233-2237. 

摘要 ( 2 )   PDF (1174KB) ( 14 )  

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本文研究电熔镁铝尖晶石和轻烧镁粉对合成镁铁铝复合尖晶石的影响.电熔镁铝尖晶石和轻烧镁粉分别与氢氧化铁、活性氧化铝混合均匀制得φ20 mm×10 mm的试样,在空气气氛烧结条件下,于1550℃×6 h高温烧成.采用XRD、SEM和EDS等手段对烧后试样的物相组成和显微结构进行表征.结果表明:加入电熔镁铝尖晶石的试样中存在刚玉相、赤铁矿、铁铝尖晶石相和镁铁铝复合尖晶石相四种矿物相,镁铁铝复合尖晶石的化学式为Mg796Al15.31Fe0.68O32;加入轻烧镁粉的试样中存在刚玉相、铁铝尖晶石相和镁铁铝复合尖晶石相三种矿物相,镁铁铝复合尖晶石的化学式为Al15.71Mg3.35Fe4.94O32;加入电熔镁铝尖晶石的试样中铁铝尖晶石的晶粒尺寸和镁铁铝复合尖晶石相差无几,加入轻烧镁粉的试样中铁铝尖晶石的晶粒尺寸明显大于镁铁铝复合尖晶石.

钠离子电池正极材料磷酸钒钠的研究进展

李玲芳;杨家兴;吴超

2017, 46(11):  2238-2243. 

摘要 ( 23 )   PDF (1671KB) ( 25 )  

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NASICON型的磷酸钒钠具有三维框架结构,充放电电压平台较高,储能容量大,循环稳定性好,是一种很具前景的钠离子电池正极材料.本文综合了大量磷酸钒钠有关文献的研究成果,介绍了磷酸钒钠的晶体结构与电化学性能,以及磷酸钒钠的常用合成方法与改性手段.目前所进行的研究中,最常见的是以固相法和溶胶凝胶法合成,也包括喷雾干燥法、水热法、静电纺丝法等,改性手段主要包括以不同碳源进行碳包覆、离子掺杂、与导电物质复合以及材料纳米化四种,磷酸钒锂材料在改性后其导电性与电化学性能均有明显提高,这有望推进钠离子电池的实用化进程.

蔗糖辅助水热合成ZnO及其光催化性能

刘欣;李家科;万倩云

2017, 46(11):  2244-2247. 

摘要 ( 13 )   PDF (1133KB) ( 12 )  

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以硝酸锌为锌源,蔗糖为络合剂,采用水热法合成氧化锌粉体.研究了热处理工艺对合成产物的物相组成、形貌和催化性能的影响.利用XRD、SEM、紫外-可见分光光度计等测试手段对样品进行了表征,以亚甲蓝溶液为模拟污染物对产物的光催化性能进行了评价.实验结果表明:热处理有助于提高氧化锌的结晶度和光催化性能,在高压汞灯照射240 min时,经热处理后的试样对亚甲蓝的降解率达98.4;,比同条件下未热处理的试样光催化性能提高52.3;.

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及超电容性能研究进展

侯朝霞;邹盛男;王美涵;胡小丹;杨丽蓉

2017, 46(11):  2248-2254. 

摘要 ( 14 )   PDF (1346KB) ( 16 )  

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近年来,石墨烯/聚苯胺复合材料由于自身优异的电化学性能引起了国内外学者的广泛关注,石墨烯具有大的比表面积和双电层电容特性,聚苯胺具有高赝电容特性,二者协同作用使其复合材料的超电容性能大大提高.主要介绍石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及电容性能的影响因素,总结三维石墨烯/聚苯胺复合材料的构筑方法,并对复合材料未来在超级电容器领域的发展趋势进行了展望.

纳米SiO2在钧瓷釉料中的应用及对釉料性质的影响

法文君;卢强;吴亚娟;朱聪旭;冯铭华;李应洲;亓会锁

2017, 46(11):  2255-2259. 

摘要 ( 22 )   PDF (1171KB) ( 14 )  

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在钧瓷基础釉中加入过渡金属氧化物可以使钧瓷呈现出丰富多彩的釉色,但同时也会造成严重的流釉现象.在传统钧瓷中,适当的流釉可以给瓷器带来艺术的美感,严重的流釉反而影响钧瓷的艺术效果和产品质量.通过在钧瓷釉料中添加纳米SiO2,并控制其质量比例在2wt;和4wt;,研究纳米SiO2对钧瓷釉料性质的影响.添加纳米SiO2前后的钧瓷釉料的结构和性质通过X-射线衍射仪、扫面电子显微镜和X-射线电子能谱仪进行表征分析.对比发现,纳米SiO2的添加可提高釉的化学稳定性和热稳定性,有效地改善钧瓷制品的流釉现象,并且能够提高釉层的亮度.

立方晶系Ca2Si声子色散和热力学性质的第一性原理计算

岑伟富;杨吟野

2017, 46(11):  2260-2265. 

摘要 ( 9 )   PDF (1220KB) ( 20 )  

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采用模守恒贋势和超软贋势两种方法分别计算立方晶系Ca2Si的声子色散关系、声子态密度和热力学特性.运用线性响应方法和有限位移方法确定立方晶系Ca2Si的声子色散关系和声子态密度,得到立方晶系Ca2Si的声子振动模式是各向异性,且立方晶系的Ca2Si是不稳定结构.在声子色散关系确定的基础上分别计算定容热容、焓、熵和自由能随温度的变化关系,得到Cv-T曲线在低温条件下符合德拜第三定律;当T=1000K时,立方晶系Ca2Si的热熔Cr=21J·mol-1 ·K-1;在高温条件下,随着温度的增加Cv→3R.通过分析声子色散、振动关系和热力学特性得到立方晶系Ca2Si的振动系统由声子和电子组成.

临江高品位硅藻土的物理化学提纯

贾泽慧;胡颖媛;张小超;王雅文;王韵芳;樊彩梅;李双志

2017, 46(11):  2266-2270. 

摘要 ( 4 )   PDF (1159KB) ( 16 )  

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采用超声、酸浸和煅烧结合的物理化学法对临江高品位硅藻土进行处理,分析不同的硫酸浓度、酸浸处理方式(水浴、水热)以及煅烧温度对其形貌、比表面积、吸附量及各成分含量的影响,并利用红外光谱仪分析了硅藻土提纯前后谱图的变化,最终确定了最佳酸浸和煅烧提纯条件.其中,水浴酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为27.79 m2·g-1,非晶质SiO2含量为93.42;,对罗丹明B吸附量为1.94 mg·g-1;水热酸浸采用28;硫酸处理后500℃煅烧,精硅藻土比表面积值为25.10 m2·g-1,SiO2含量93.52;,对罗丹明B吸附量为1.84 mg·g-1.

共沉淀法制备的Mn-Ce/TiO2催化剂低温脱硝性能研究

王献忠;吴彦霞;赵春林;梁海龙;陈鑫;唐婕

2017, 46(11):  2271-2276. 

摘要 ( 3 )   PDF (2123KB) ( 15 )  

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本文分别以NH4OH、(NH4)2CO3、NaOH作为沉淀剂,采用共沉淀法制备了一系列Mn-Ce/TiO2催化剂,并借助XRD、BET、NH3-TPD及XPS等测试手段对催化剂进行了表征,初步探讨了沉淀剂对Mn-Ce/TiO2催化剂SCR脱硝性能影响.结果表明:与(NH4)2CO3和NaOH相比,采用NH4OH作为沉淀剂制备的Mn-Ce/TiO2催化剂表现出了最佳的低温脱硝活性.当空速为16000 h-1,活性组分的负载量为15;时,催化剂在80℃的NO去除率达85;以上.这主要是由于该催化剂中的锰氧化物主要以无定形态存在;其孔结构更加细化、孔径较小及较大的孔容,为活性组分的均匀负载提供了有利条件;表面具有较多的弱酸性位点和中等酸性位点,且具有良好的氧化还原性强能力,有利于NO和NH3的吸附、氧化,有效的促进了催化剂的低温SCR脱硝活性.

HNTs/SiO2复合气凝胶制备及其性能研究

刘洪丽;何翔;李洪彦;杨爱武;肖然;魏宁

2017, 46(11):  2277-2282. 

摘要 ( 4 )   PDF (1657KB) ( 16 )  

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采用正硅酸乙酯(TEOS)为硅原,以硅烷改性的埃洛石纳米管(HNTs)为增强相,利用CO2超临界干燥技术制备具有优良力学和隔热性能的HNTs/SiO2复合气凝胶.利用傅立叶红外光谱、扫描电镜、比表面积与孔径分析仪、万能试验机和导热率测量仪等手段对HNTs改性后的表面状态、HNTs/SiO2复合气凝胶的微观形貌、孔结构、力学和导热性能进行了测试分析.结果表明:改性后的HNTs均匀分散到二氧化硅气凝胶基体中,并与SiO2纳米颗粒实现良好的结合,HNTs/SiO2复合气凝胶呈三维网络结构,当HNTs含量为15wt;时,平均孔径为10.47 nm;随着HNTs含量的增加,复合气凝胶的力学性能不断增强,同时其导热系数也不断增大,当HNTs含量为15wt;时,HNTs/SiO2复合气凝胶的抗压强度为0.85 MPa,导热系数为0.024 W/mK.

酸碱改性ZSM-5分子筛及其噻吩烷基化性能的研究

陈文文;王海彦;刘冬梅;毛艳红

2017, 46(11):  2283-2289. 

摘要 ( 2 )   PDF (1764KB) ( 14 )  

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首先采用碱处理HZSM-5分子筛,然后采用不同浓度的柠檬酸酸洗碱处理后的HZSM-5分子筛,制备具有微孔-介孔多级孔HZSM-5分子筛.通过XRD、SEM、BET和NH3-TPD等表征手段对处理后催化剂进行表征,考察了碱处理后酸洗对HZSM-5分子筛孔结构性质的影响,结果表明:适当浓度的柠檬酸酸洗碱处理后的ZSM-5分子筛,能够清除掉残留在分子筛孔道内的杂质,增大了分子筛的孔径;在小型固定床反应器上,研究了改性前后分子筛的噻吩烷基化反应活性和稳定性,结果表明:碱处理后采用适当浓度的柠檬酸酸洗后,催化剂的初活性虽然低于碱改性的分子筛,但稳定性较好,更适合噻吩烷基化反应.

热处理温度对溶胶凝胶法制备LiNi0.5Mn1.5O4电化学性能的影响

常龙娇;刘佳囡;刘连利

2017, 46(11):  2290-2294. 

摘要 ( 5 )   PDF (1157KB) ( 17 )  

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在传统溶胶凝胶法的基础上,通过高温热处理LiNi0.5Mn1.5O4前驱体,合成了高性能的LiNi0.5Mn1.5O4材料.通过X射线衍射仪测试材料的结构,经过超高温热处理后,获得了晶体发育完好的LiNi0.5Mn1.5O4.经电化学测试,高温热处理显著提高了材料的循环性能.经过900℃处理的LiNi0.5Mn1.5O4首次充放电容量达到123 mAh/g,在1C倍率下循环一百次以后容量仍在121.6 mAh/g左右,容量保持率达到98.9;,高温热处理显著的改善了材料的循环性能.

溶胶凝胶法制备氧化石墨烯/氧化铝复合材料

汪涛;蒋明慧;张慧峰;肖巍伟

2017, 46(11):  2295-2298. 

摘要 ( 2 )   PDF (1576KB) ( 15 )  

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将不同配比的异丙醇铝(AlIP)和氧化石墨烯(GO)水分散液,通过溶胶凝胶法制备了氧化石墨烯/氧化铝复合材料.通过SEM和TEM分析,氧化石墨烯被纳米颗粒包裹.XRD分析显示纳米颗粒的成分是Al2O3,通过原子力显微镜(AFM)分析,纳米颗粒的平均粒径为50 nm.复合材料的生长机理是:首先GO和AlIP分子结合,AlIP水解后在GO表面生成AlOOH的小颗粒,随着反应的继续进行颗粒逐渐长大,通过高温处理,AlOOH转变为Al2O3.

1,4,7-三(2-羟基丙基)-三氦杂环癸烷为配体的Ni(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

李娜;杨若澜;郭惠

2017, 46(11):  2299-2303. 

摘要 ( 2 )   PDF (1177KB) ( 14 )  

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氮功能化的大环三胺衍生物在生物无机化学领域具有广泛的应用.然而,对于十圆环的大环三胺1,4,7-三氮杂环癸烷(TACD)来说,它的氮功能化衍生物由于合成困难而研究较少.本文以1,4,7-三(2-羟基丙基)-三氮杂环癸烷为配体合成了它的Ni(Ⅱ)配合物[NiL]·[ClO4]2,并通过X-衍射技术对其晶体结构进行了表征,结果表明该晶体属于单斜晶系,P2(1)/n空间群.该配合物为六配位,中心Ni原子处于一个畸变的三棱锥配位环境,六个配位原子分别来自于配体的三个氮原子和三个羟基氧原子,外界阴离子由两个高氯酸跟离子组成.配体的氮原子和氧原子与外界的高氯酸跟离子通过N-H…O氢键连接成一个规则的超分子网络结构.

提拉法生长高质量氟化镁单晶

徐超;张钦辉;刘晓阳;刘建强;史达威;张云天;甄西合

2017, 46(11):  2304-2305. 

摘要 ( 41 )   PDF (565KB) ( 59 )  

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设计了适合提拉法生长氟化镁单晶体的温场,采用提拉法成功生长出了直径100 mm的高质量氟化镁单晶.晶体内无气泡等宏观缺陷、无开裂;通过精密退火处理后,晶体透过率达到95;,平均应力双折射小于0.5 nm/cm.上述结果表明采用提拉法可以生长高质量的氟化镁单晶.