人工晶体学报

陶绪堂;王善朋;王蕾;尹延如;刘阳;张国栋;张健;胡强强;贾志泰;高泽亮;穆文祥

2019, 48(5): 763-786.

摘要 ( 45 )

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本文首先简要介绍了晶体的重要性和过去几十年来中国晶体材料研究取得的代表性成果.正文主要以我们课题组开展的工作为例,介绍了激光晶体、非线性光学晶体、磁光晶体、声光晶体、半导体晶体、有机晶体、有机-无机复合晶体、二维晶体、单晶光纤、药物结晶、微纳米晶体等方面的研究进展.这些研究实例的维度已覆盖体块-二维-一维-零维,晶体材料已在国防、经济建设、人类健康和科学技术发展的许多领域,发挥了重要作用并仍将是关键材料.

二维晶体材料MXenes的合成、性能和应用研究进展

何艳;王李波;王晓龙;吴梦;连维维;周爱国

2019, 48(5): 787-793.

摘要 ( 27 )

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近年来,MXene材料因具有独特的结构和优异的特性越来越受到研究人员的关注,对其研究也不断深入.MXene材料是由Mn+1AXn(n=1,2,3…)相刻蚀得到,目前已有化学液相常压刻蚀法、水热刻蚀法和高温分解等制备方法.研究发现MXene拥有优良的导电性、稳定性、磁性能以及力学性能,被广泛的应用于储能、催化、吸附等应用领域.本文主要综述了MXene的基础理论、制备方法、结构性能以及其在各领域的应用研究进展,并对以后的发展和面临的问题做出了展望.

石墨烯/金属氧化物在超级电容器中的应用

李莹;苏钰;李军;陈成;崔浩田

2019, 48(5): 794-799.

摘要 ( 5 )

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超级电容器是新颖的储能材料,石墨烯/金属氧化物复合材料是超级电容器的优秀电极材料.石墨烯的褶皱结构促进了离子电子的快速传输并且促进了电解质和电极材料之间的充分接触,金属氧化物具有高的理论比电容,并且可以通过协同效应进行快速可逆的氧化还原反应.它不仅可以提高材料的比功率和比能量,还可以提高材料的循环稳定性.综合石墨烯/金属氧化物复合材料在超级电容器领域的研究现状,对未来复合材料的发展趋势进行了展望.

废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收研究现状

张英杰;许斌;梁风;段建国;孟奇;郝涛;董鹏

2019, 48(5): 800-808.

摘要 ( 12 )

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锂离子电池(LIBs)具有放电电压高、循环寿命长和无记忆效应等优点,广泛地应用于便携式电子设备、电动汽车、电化学储能等方面.电动汽车的快速发展带动了动力电池的爆发式增长,而磷酸铁锂电池(LFPBs)以其良好的安全性、成本低、无毒等优点,占据大量的市场份额.随之,废旧磷酸铁锂电池报废量也逐年增加,若不及时进行处理则会污染环境,浪费大量的金属资源.本文概述了废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,主要包括固相法、酸浸-沉淀法等,对比了诸方法的优缺点;并汇总了预处理、酸浸过程、再生磷酸铁锂(LFP)过程的条件及再生磷酸铁锂电化学性能;提出了废旧磷酸铁锂电池回收中存在的问题,且展望了废旧磷酸铁锂电池回收朝着自动化、绿色环保、低成本的方向发展.

国产大尺寸钛宝石晶体助力世界最强脉冲激光放大输出

杭寅;徐民;张连翰;何明珠;蔡双;李善明;李晓清;梁晓燕;冷雨欣;李儒新;潘世烈;张方方

2019, 48(5): 809-811.

摘要 ( 22 )

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自主研发成功热交换法生长大尺寸钛宝石晶体设备,生长出完整无开裂的钛宝石激光晶体毛坯,经加工获得尺寸达φ235 mm×72 mm的晶体元件.在180 mm口径范围内,晶体光学均匀性达到5.52×10-5,晶体应力双折射为5.0 nm/cm.大尺寸钛宝石晶体应用于上海超强超短激光实验装置,获得339 J激光脉冲能量输出,峰值功率达10.3 PW.

《人工晶体学报》征稿启事

2019, 48(5): 811.

摘要 ( 4 )

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钽酸锂电光调Q晶体开关的制备研究

李清连;商继芳;吴婧;张玲;孙军

2019, 48(5): 812-816.

摘要 ( 35 )

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制备了双晶体匹配的钽酸锂电光调Q开关.首先理论分析了两匹配晶体通光方向尺寸偏差、轴向角偏差等对自然双折射补偿的影响,估算了消光比为100:1时各加工参数应满足的指标要求.在此基础上,以平晶为基准面来保证晶向精度、同盘抛光来保证晶体尺寸,制备了满足条件的钽酸锂双晶匹配调Q开关.用锥光干涉的方法检测了匹配后晶体的光学均匀性,并在激光系统中测试了其调Q性能.结果表明匹配较好的LT调Q开关能够满足实际光学应用的需求.

钛酸锶单晶体生长工艺研究

邢彩凤;毕孝国;孙旭东

2019, 48(5): 817-821.

摘要 ( 25 )

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使用数控焰熔法晶体生长炉生长钛酸锶单晶体,研究了气体参数、生长速度和退火工艺参数对晶体生长的影响.在氢氧比为2.5,等径生长速度保持在10 mm·h-1,生长出了直径26 mm、等径长度20 mm、总长40 mm的钛酸锶单晶体,然后经过1550℃ ×72 h+1000℃ ×20 h+600℃ ×24 h的退火,消除钛酸锶单晶体的热应力和氧空位,得到完整的高品质的单晶体.偏光显微镜测试表明,晶体具有很好的完整性.

NV色心浓度与退火温度的Boltzmann模型

王知权;王宇;李想;倪铭颢;陈晔;李波

2019, 48(5): 822-826.

摘要 ( 37 )

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金刚石NV色心具有室温可观测到的零声子线,发光稳定,相干时间长等优秀的光学特性,可实现高精度的物理量探测和量子调控.其中,NV色心的浓度是影响其宏观性能和应用的关键因素之一.这项研究分析了不同退火温度下金刚石NV色心的荧光光谱,研究了两种不同电子注入剂量下NV色心浓度与退火温度的关系.首先,通过电子辐照,高温退火等技术制备了含有不同浓度NV色心的金刚石样品.然后测量分析了不同制备条件下NV色心的荧光光谱,求得了其声子带的总荧光强度来表征NV色心浓度.分析了NV色心浓度与退火温度的关系,根据不同温度范围NV色心浓度的变化情况提出了抑制区、扩散区和饱和区三个分区.根据实验数据拟合得到了NV色心浓度与退火温度的玻尔兹曼模型,并得到了在780℃附近NV色心浓度的变化速率最快.

核壳结构Fe3 O4@ZnO纳米粒子的制备及电磁波吸收性能研究

王彦平;惠贞贞;张雨露;闫浩然

2019, 48(5): 827-833.

摘要 ( 11 )

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结合溶剂热法和溶胶-凝胶法制备出核壳结构的Fe3 O4@ZnO纳米粒子,通过TEM、SEM、XRD、VSM和矢量网络分析仪对材料的形貌、微观结构、磁性能和电磁波吸收特性进行了表征.结果表明,制备得到的Fe3 O4@ZnO纳米粒子核壳结构明显,形状规整,属于铁磁性材料,并且ZnO壳层的厚度直接影响到Fe3 O4@ZnO纳米粒子的电磁波吸收效果.

Ti5 Al2 C3与Ti2 AlC、Ti3 AlC2结构、弹性和电子性质的第一性原理对比研究

刘哲;李辉;赵鹏;王磊;罗至利;刘阳;张冰慧

2019, 48(5): 834-839.

摘要 ( 3 )

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采用第一性原理的方法,研究了Ti5 Al2 C3在高压下的结构、弹性和电子性质,并与Ti2 AlC和Ti3 AlC2进行了对比分析.结果表明:三者的晶格常数a值近似相等,而Ti5 Al2 C3的c值和V值则分别近似等于Ti2 AlC和Ti3 AlC2的对应值之和;通过晶体结构分析认为Ti2 AlC和Ti3 AlC2分别由Al-Ti-C-Ti链和Al-Ti-C-Ti-C-Ti链交替排列构成,而Ti5 Al2 C3的结构主链Al-Ti-C-Ti-Al-Ti-C-Ti-C-Ti刚好是Ti2 AlC和Ti3 AlC2的主链之和;综合分析认为Ti5 Al2 C3可由Ti2 AlC与Ti3 AlC2组合而成.三者的结构参数都随着压力增大而减小,Ti5 Al2 C3的弹性性质介于Ti2 AlC和Ti3 AlC2之间,满足Ti3 AlC2>Ti5 Al2 C3>Ti2 AlC;通过电子态密度分析认为三者均具有共价键和金属键的共同性质.

ZnO(110)单层膜对O的自吸附及其电子结构的研究

余小英;李凡生;房慧;王如志

2019, 48(5): 840-845.

摘要 ( 3 )

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基于密度泛函理论方法研究分析了一种Zn顶位吸附O的ZnO(110)-O二维膜材料的结构、结合性质、磁性质、电子结构和光吸收性质.结果表明,ZnO(110)二维膜经过O吸附之后,Zn-O键长分别增大到0.1992 nm和0.1973 nm,Zn-O链之间的距离减小到0.5628 nm,O-Zn-O键角度为108.044°,ZnO(110)膜Zn顶位对O原子的吸附为倾斜的吸附.经过Zn顶位O的吸附,ZnO(110)二维膜内原子间离子性结合性增强,吸附的O与Zn也形成偏离子性结合键,Zn顶位吸附O原子之后能量有所降低,吸附体系为反铁磁性材料.O吸附的ZnO(110)-O二维膜为间接带隙型材料,带隙宽度为0.565 eV.材料中的p电子对费米能处态密度贡献较多.ZnO(110)-O二维膜最高吸收峰位于156 nm,吸收率为67181光吸收单位,其在445 nm以上具有宽的强吸收带.

不同磁控溅射方式制备的C掺杂h-BN薄膜微观结构与导电性研究

姜思宇;熊芬;吴隽;祝柏林;郭才胜;姚亚刚;甘章华;刘静

2019, 48(5): 846-853.

摘要 ( 4 )

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采用中频双极脉冲(IFBP)和射频(RF)磁控溅射分别在(100)取向的单晶Si衬底上沉积C掺杂h-BN(h-BN:C)薄膜,随后在95;Ar+5;H2混合气氛中进行700℃退火处理,对其结构、化学组成、元素的化学价态、表面形貌以及导电性进行了分析研究.结果表明:两种溅射方法均成功在Si基片上制备出致密连续的h-BN:C薄膜,其电阻率可低至2.9×104～2.5×105Ω·cm.对比发现两种制备方法中IFBP磁控溅射具有较快沉积速率,制备出的h-BN:C薄膜结构更稳定,结晶性更好;而RF磁控溅射制备的h-BN:C薄膜经700℃退火处理后形成了层状结构.在溅射气氛中掺入一定量H2对提高h-BN:C薄膜稳定性极为重要,而沉积后的低温退火处理更可提高其结晶性和稳定性.

磁场下Bi-2223/Ag异质结的光伏效应研究

楚庄;韩琳;刘志勇;宋桂林;常方高

2019, 48(5): 854-860.

摘要 ( 3 )

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在连续紫色激光(λ=405 nm)辐照下,30 K到120 K的温度范围内,对Bi-2223/Ag异质结在0 T到9 T的外加磁场作用下的光伏效应进行了研究.发现60 K和120 K的温度比较特殊,异质结在不同光强辐照下测得的开路电压(Voc)对外加磁场的变化基本无响应.经研究确认在外加磁场的作用下,60 K以下时,Bi-2223/Ag异质结的内建电场源于金属与超导体之间的临近效应.其方向由超导体指向金属银电极.120 K以上时,异质结的内建电场源于金属与超导体之间形成的类P-N结,方向由金属银电极指向超导体.60 K到120 K之间的温度范围内,内建电场源于临近效应和类P-N结两种机制的竞争.

Li2 CO3-Y3+共掺杂TiO2纳米材料的制备及光催化性能的研究

王月;李雪;王春杰

2019, 48(5): 861-866.

摘要 ( 4 )

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采用溶胶-凝胶法制备了Y3+-TiO2纳米粒子,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UV-vis)等仪器对样品的物化性质进行了表征.以对亚甲基蓝为目标降解物,考查了Y3+掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响.实验结果表明,掺杂浓度摩尔比为0.03的Y3+有利于提升TiO2光催化活性,能有效提高对亚甲基蓝的光催化降解效率.对TiO2纳米粒子进行了Y3+和Li2 CO3共掺杂,Li2 CO3共掺Y3+-TiO2相比于Y3+-TiO2对亚甲基蓝的光催化降解效率有了进一步的提升,同时对相关机理进行了详细的论证,推测Li2 CO3在本研究中起到空穴补偿剂而不是电荷补偿剂的作用.

不同形貌WO3的制备及其可见光催化性能研究

刘永明

2019, 48(5): 867-872.

摘要 ( 6 )

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采用直接微调pH的方法成功制备了WO3棒、WO3阵列和WO3花三种形貌,并对其进行了TEM、XRD、Raman、FT-IR、N2吸附-脱附、UV-Vis等表征.结果发现三种形貌中WO3棒和WO3阵列具有相同的晶型,且WO3阵列的比表面积最大(18.6 m2/g),禁带宽度Eg最小,因此在可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验中,WO3阵列表现出了最高的催化活性,60 min后降解效率达到95;,表观反应速率常数κ值达到4.676×10-2,此值分别为WO3花和WO3棒κ值的1.55倍和2.19倍.

Co2 O3/石墨烯复合材料的结构及电化学性能研究

崔浩田;苏钰;胡洋阳;冯萧萧

2019, 48(5): 873-877.

摘要 ( 12 )

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采用CoCl3·(H2 O)6作为钴源通过化学反应制备了Co2 O3,并用水热法制备了Co2 O3/石墨烯的复合材料.利用XRD、Raman、SEM对其进行结构表征.结果表明:制备样品结晶完整,能够体现相应物相的XRD特征峰值;并且样品的Raman图样不但体现出Co2 O3的特征谱峰,而且在能够体现石墨烯单层结构分离度好的2D峰处也表现出优异的特性.样品微观组织观察发现Co2 O3呈棒状短柱状嵌入或平布在石墨烯基底上.电化学测试表明:复合材料电化学性能优良,在50 mV/s的扫描速率下质量比电容达到了240 F/g.

尺寸对NaYbF4纳米晶活性氧产生速率的影响

张佳音;王启宇;梁红;孙凯霞;张治国

2019, 48(5): 878-882.

摘要 ( 12 )

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本文采用热分解法制备了NaYbF4纳米晶,并通过控制反应时间调节纳米晶尺寸来增加其比表面积,进而提高活性氧产率.通过TEM图像对NaYbF4纳米晶的尺寸进行表征.利用化学探针法检验NaYbF4纳米晶分散液中活性氧的产生,并计算了活性氧产生速率.结果表明纳米晶尺寸在影响Yb3+与O2的能量传递过程中占主导因素.同时,当生长时间较短时,晶格缺陷较多,无辐射弛豫过程增加,也影响活性氧产生速率.尺寸约8 nm时,NaYbF4纳米晶活性氧产生速率最大.

铌酸锂晶体的研磨损伤层研究

李清连;孙军;吴婧;张玲;许京军

2019, 48(5): 883-888.

摘要 ( 23 )

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研究了铌酸锂晶体在研磨过程中产生的表面损伤层.首先通过激光共聚焦显微镜观察了研磨后晶体的表面形貌,通过原子力显微镜测试了研磨后晶体表面的粗糙度,分别通过角度抛光法及直接抛光层层去除的方法测量了损伤层的深度.分析了损伤层的组成及影响因素,对优化研磨工艺参数、提高研磨效率具有指导意义.

单晶硅太阳电池黑角问题的研究

和江变;邹凯;李显光

2019, 48(5): 889-895.

摘要 ( 17 )

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用电致发光(EL)技术检测P型常规单晶硅太阳电池,发现角部发黑问题.研究其与电池制造工艺或单晶硅材料的相关性,测试正常和黑角电池片的电性能参数发现黑角电池光电转换效率低于19.90;.经腐蚀剥离电池分析基底单晶硅材料,发现黑角处材料的少子寿命比中心位置处低约50μs以上.用Schimmel A择优腐蚀液剥离黑角电池,在黑角位置的硅材料明显出现位错缺陷,且缺陷数量高于中心区域.经多项实验检测分析,初步得出EL测试出现黑角边问题的单晶硅电池与基底硅材料的原生缺陷有关.

近紫外激发Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉的制备及发光性能

周江聪;陈含德;李楚梅;郑志恒

2019, 48(5): 896-900.

摘要 ( 17 )

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近紫外激发单一基质白光发射荧光粉是当前LED用荧光转换材料的研究热点.采用高温固相反应制备了Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉,并利用X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪等测试手段,对其物质结构和荧光性能进行了表征.探讨了(VO4)3-基团的发光机理,及其与Sm3+离子之间的能量传递机制.结果表明:Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉属于立方相晶体结构.在340 nm紫外线激发下,样品发射蓝绿光,发射最强峰位于500 nm,发射光谱覆盖整个可见光区.Sm3+离子的最佳掺杂浓度为0.03,同时(VO4)3-基团与Sm3+离子之间的能量传递主要是通过电四偶极-电四偶极相互作用来实现的.

Ag3 PO4量子点修饰Ag3 PO4/Bi2 WO6异质光催化剂的构筑及其可见响应活性增强机制

郭莉;韩宣宣;杨晓;张开来;赵强;申会东;王丹军

2019, 48(5): 901-906.

摘要 ( 5 )

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采用水热法制备了三维分级球形结构的Bi2 WO6,在此基础上采用沉淀-沉积法将Ag3 PO4量子点(QDs)沉积在Bi2 WO6的表面,成功获得Ag3 PO4/Bi2 WO6异质复合材料光催化剂.借助XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis-DRS等技术对所得Ag3 PO4/Bi2 WO6异质复合材料光吸收性能、形貌和组成进行了系统表征,并以次甲基蓝(MB)和苯酚(Ph)的光催化降解为探针反应,探讨了Ag3 PO4 QDs表面沉积对Bi2 WO6光催化性能的影响.结果表明,尺寸约为10 nm左右的Ag3 PO4 QDs均匀的沉积在Bi2 WO6的表面,二者形成新颖的Ag3 PO4/Bi2 WO6异质结构.活性实验结果表明,与纯Bi2 WO6相比异质催化剂的活性显著增强,当Ag3 PO4与Bi2 WO6复合比为1:1时催化活性最高,其降解Ph的表观速率常数(kapp/min-1)约为纯Bi2 WO6的7倍.

SiNX覆盖层厚度对非晶In-Ga-Zn-O薄膜退火晶化的影响研究

胡浩威;井津域;李钦;宋忠孝

2019, 48(5): 907-912.

摘要 ( 7 )

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采用射频磁控溅射在二氧化硅衬底上沉积一层厚度200 nm的非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)薄膜,并在IGZO膜层上沉积厚度分别为20 nm、50 nm、60 nm、70 nm、90 nm的SiNX薄膜覆盖层,于350℃条件下N2气氛中退火1 h.采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)对IGZO薄膜的微观结构及成分进行研究.研究结果表明,退火后无覆盖层的IGZO膜层仍为非晶状态,70 nm以上SiNX覆盖层下的IGZO薄膜不发生晶化.与此不同,20～60 nm的SiNX覆盖层下IGZO膜层与SiNX覆盖层的界面处存在纳米凸起柱,使IGZO薄膜与SiNX覆盖层的接触界面脱离,此厚度的SiNX覆盖层具有诱导非晶IGZO薄膜晶化的作用,IGZO膜层内部的晶粒直径约10 nm.成分分析结果表明,结晶处In原子含量增加,IGZO薄膜中In原子的局域团聚是IGZO薄膜发生晶化的原因.

Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3物化性质及催化合成甲硫醇的影响

黄芳涛;曹建新;常奕;刘飞

2019, 48(5): 913-919.

摘要 ( 1 )

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采用等体积浸渍法改性制备了K2 WO4/Al2 O3催化剂,研究了载体Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂物化性质及催化合成甲硫醇的影响.借助XRD、SEM、EDS、BET及NH3/CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了表征分析.结果表明,Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂晶相组成及微观形貌影响较小,但对孔结构及表面酸碱性质影响较大.与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂具有更大比表面积及孔容(介孔比表面积为226.75 m2·g-1,总孔容为0.557 cm3·g-1),且表面仅有弱酸和弱碱中心(弱酸浓度为0.42521 mmol·g-1,弱碱浓度为0.44184 mmol·g-1).在反应温度370℃,反应压力1.0 MPa,H2 S流速4.9 mL·min-1,CH3 OH流速0.03 mL·min-1反应条件下,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂表现出优良催化性能,甲醇转化率和甲硫醇选择性分别达81.58;和87.05;,与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,甲醇转化率分别提高了4.23;和19.42;,甲硫醇选择性分别提高了14.68;和7.85;.

1,2,3-三唑二羧酸镉(II)配位聚合物的合成、晶体结构与性质

赵嵘;李艳军;丛野;张江;董志军;袁观明;崔正威;李轩科

2019, 48(5): 920-927.

摘要 ( 14 )

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利用低温水热法合成了两个新的镉配位聚合物:[Cd(L1)(H2O)2]n(1)和[Cd(L2)(H2O)]n(2)(H2L1=1-羧甲基-4-(2-羧甲氧基苯基)-2H-1,2,3-三唑,H2L2=2-羧甲基-4-(2-羧甲氧基苯基)-2H-1,2,3-三唑,利用X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁共振(1H NMR)、元素分析、X-射线粉末衍射和热重分析对配体和配位聚合物进行了表征.晶体结构分析表明配位聚合物1和2为二维结构;两种完全去质子化的配体以μ4为配位模式分别与镉离子形成二维配位聚合物,配位聚合物1呈现双节点(4,4)连接的{44·62}拓扑结构,配位聚合物2则呈现{43·63}拓扑结构.同时,在室温下研究了配体和配位聚合物的固体荧光性质.

正交法优化ZnO/MMT抗菌材料制备条件及抑菌活性研究

麻晓霞;高灵娟;马玉龙;翟喜会;杨青萍;马春香

2019, 48(5): 928-932.

摘要 ( 16 )

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以氯化锌、氢氧化钠为原料,蒙脱石(Montmorillonite,MMT)为载体,最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)为测试指标,采用正交试验考察物料配比、反应温度、反应时间等因素对该抗菌材料抑菌活性的影响,确定ZnO/MMT抗菌材料的最佳制备条件,并通过XRD、SEM和BET对其结构进行了表征.结果表明,影响该抗菌材料性能的因素依次为反应温度>物料配比>反应时间,制备ZnO/MMT抗菌材料的最佳条件为氯化锌:氢氧化钠=1:8,反应温度为70℃,反应时间为18 h.ZnO/MMT抗菌材料对沙门氏菌(Salmonella)、大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)具有广谱抗菌性.

表面活性剂改性碳气凝胶吸附亚甲基蓝性能的研究

杨慧敏;周慧杰;王硕;郭小惠;郭贵宝

2019, 48(5): 933-938.

摘要 ( 38 )

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以间苯二酚和甲醛为碳前体,分别以十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶凝胶法制备碳气凝胶材料.采用TG、XRD、SEM、N2吸脱附法等技术手段对其结构、形貌及热稳定性进行表征,探讨了吸附时间、染料初始浓度等因素对亚甲基蓝吸附性能的影响.结果表明,表面活性剂改性后的碳气凝胶孔结构较原生的碳气凝胶丰富;以十二烷基苯磺酸钠作模板剂所制得的样品吸附性能最佳,吸附条件为:样品用量为25 mg、染料浓度为300 mg/mL、吸附时间为5 h.对吸附机理研究表明,吸附剂去除亚甲基蓝符合Langmuir吸附模型,吸附动力学研究表明吸附行为符合二级动力学模型.

rGO/Ag0.005 Sn0.995 Se热电复合材料的制备及性能研究

杜鹏鹏;李培;范胜杰;杜敬杰;王连军;江莞

2019, 48(5): 939-944.

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为了实现石墨烯纳米相在基体中的均匀分散,提高多晶SnSe的热电性能,本文首先利用熔炼法合成了多晶Ag0.005 Sn0.995 Se材料,然后采用液相沉淀法实现了Ag0.005 Sn0.995 Se与氧化石墨烯(GO)均匀复合,再经过氢气还原和SPS烧结制备得到rGO/Ag0.005 Sn0.995 Se复合材料.研究结果表明,复合rGO显著提高了载流子迁移率,电导率由基体的33.64 S/cm提高到39.29 S/cm.同时第二相rGO的引入,增加了晶界数量,增强了声子散射,降低了热导率.当复合rGO量为0.50wt; 时,在垂直热压方向上获得了最高的ZT值0.73(773 K).

溶液燃烧法合成纳米多孔锰氧化物用作水系锌离子电池正极材料

张钦瑞;王宏刚;王变;肖岩;李雪渊;田柱;梁伟;云山;高锋;康利涛

2019, 48(5): 945-954.

摘要 ( 4 )

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本文报道了一种纳米多孔氧化锰的溶液燃烧合成方法.该方法以柠檬酸和硝酸锰混合溶液为反应原料,在空气中直接加热溶液(250℃,30 min)即可诱发氧化剂与还原剂之间的燃烧反应,从而获得氧化锰样品.本文探究了原料中还原剂与氧化剂比例对产物形貌、相组成、储锌性能的影响.实验结果表明,当还原剂与氧化剂的比例适当时,原料间的燃烧反应较为剧烈,反应中有大量气态产物逸出,可以获得蓬松多孔状产物.当作为锌离子电池正极材料使用时,这些产物中的多孔结构不仅有利于电解质的浸润,而且可以缩短电化学反应时Zn2+在材料中的传输距离.电化学测试表明,该方法制备的最优样品在0.5 A·g-1电流密度下循环120次后储锌容量高达261 mAh·g-1.这种简便的溶液燃烧合成方法对于高性能锌离子电池正极材料研发具有一定的借鉴意义.

烧结温度对(Ba0.85 Ca0.15)(Ti0.9 Hf0.1)O3陶瓷压电性能的影响

许文君;梁进闯;周恒为;黄以能;陈云飞;尹红梅

2019, 48(5): 955-960.

摘要 ( 6 )

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采用传统固相反应法在系列烧结温度下制备了(Ba0.85 Ca0.15)(Ti0.9 Hf0.1)O3无铅压电陶瓷,并对陶瓷样品的晶格结构、表面形貌、铁电性能、压电性能和常温介电性能进行了测试与分析.结果表明:样品均具有纯的钙钛矿结构,随着烧结温度的升高,样品的晶体结构由立方相转变为四方相;压电系数和机电耦合系数随之增大,当烧结温度为1340℃时,样品的晶粒尺寸较为均匀,约为2～7μm,并且样品压电系数最大为250 pC·N-1,此时,2Pr=13.33μC·cm-2,2Ec=5.91 kV·cm-1,i=0.05 mA,ε=1803,tanδ≈0.017,Kp=0.32,Qm=116.

微反应法连续制备纳米Li2 CO3的研究

游立;王雪梅;曹建新;刘飞

2019, 48(5): 961-967.

摘要 ( 7 )

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采用微化学反应法连续制备纳米碳酸锂,利用XRD、SEM和激光粒度仪对不同工艺条件制备的碳酸锂的粒径、产率和形貌进行了分析.结果表明,采用微反应法可连续制得平均粒径约为178nm的均匀类球形碳酸锂,产率可达90.01;;实验最佳工艺条件为:反应物浓度C碳酸钠=6 mol/L,C氯化锂=3 mol/L,C碳酸钠:C氯化锂=2:1,进料流量F=40 mL/min,反应温度T=20°C.对比传统液相沉淀法与微反应法,微反应法制备碳酸锂的过程连续、产率高,得到的碳酸锂粒径更小、分布更均匀.

透辉石微晶玻璃的低温烧结制备及性能表征

冯晋阳;龙民;陶海征;赵修建

2019, 48(5): 968-973.

摘要 ( 6 )

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以废弃建筑玻璃为主体原料,将废玻璃粉、高岭土和氧化镁进行球磨混和,压制成型后直接烧结,在低温下成功制备出具有单一透辉石晶相结构的微晶玻璃.采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜等测试手段,研究了MgO加入量和烧结温度对微晶玻璃样品的晶相组成、显微结构及性能等的影响.结果表明:随着MgO加入量的增多以及烧结温度的升高,微晶玻璃的体积密度和抗弯强度均呈现先增大后减小的趋势.MgO加入量和烧结温度的提高可以有效促进透辉石晶相的析出.当MgO加入量为4;、975℃烧结2 h时所制备得到的透辉石微晶玻璃性能最好,其体积密度为2.395 g·cm-3,抗折强度102.1 MPa.

奥趋光电在氮化铝单晶生长领域取得突破性进展

王琪琨

2019, 48(5): 974.

摘要 ( 10 )

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