人工晶体学报

张亮;郭辉;王岩松;李雅榕;刘宁宁

2018, 47(3): 463-469.

摘要 ( 16 )

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提出了一种由多个C型管嵌套组合而成的二维亥姆霍兹共鸣器型声子晶体结构模型,使用有限元法对所提出结构的能带结构及其产生机理进行了分析.与传统C型管嵌套组合而成的声子晶体结构相比,该结构具有更加优越的低频特性,即可以在50 Hz以下的低频范围内打开带隙.将结构等效为“电感-电容”的等效电路模型,并推导出了带隙估算公式.结果表明,采用有限元法计算得到的带隙与数值估算结果具有较好的一致性.同时研究了主要结构参数对带隙的影响,数值结果表明,通过改变嵌套管数以及填充率等结构参数,能够实现在更宽的频率范围内进行带隙调制.

阳离子表面活性剂对A向蓝宝石晶片化学机械抛光效率的影响

白亚雯;陈国美;滕康;倪自丰

2018, 47(3): 470-475.

摘要 ( 6 )

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为了探究阳离子表面活性剂对A向(1120)蓝宝石晶片化学机械抛光效率的影响,采用失重法计算蓝宝石的材料去除率(MRR)、原子力显微镜观察抛光后蓝宝石晶片表面粗糙度(Ra).结果表明:纯二氧化硅磨粒抛光液中,蓝宝石晶片的MRR在pH8时最优(MRR=1984/h),此时Ra为0.867 nm;添加一定浓度的阳离子表面活性剂可以提高蓝宝石晶片的抛光效率,其MRR在pH =9时达到最大(MRR=2366 nm/h),此时Ra =0.810 nm.通过粒径和Zeta电位分析,阳离子表面活性剂改变了二氧化硅磨粒表面的Zeta电位值,进而改变了磨粒与磨粒及磨粒与蓝宝石晶片的作用力,且在碱性条件下可以获得较高的MRR.

《人工晶体学报》征稿

2018, 47(3): 475.

摘要 ( 5 )

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ZnO/Fe2O3复合结构的制备及光电化学性能研究

张丽娜;张平;马晋文;车致远;张伟;王秋实

2018, 47(3): 476-480.

摘要 ( 20 )

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采用水热法在FTO导电玻璃上制备出大面积高能面裸露的ZnO纳米片阵列.采用旋涂法在纳米片表面制备Fe2O3纳米颗粒形成ZnO/Fe2O3复合结构.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光吸收光谱和三电极光电测试系统对复合薄膜的结构组成、形貌、光学性能和光电化学性质进行了表征和分析.研究结果表明,随着Fe2O3复合次数的增加薄膜的光吸收范围逐步拓宽到可见光区,ZnO/Fe2O3复合结构光电极的光电流明显高于单纯的ZnO纳米片阵列光电极.

MOVPE生长AlN的气相反应机理的密度泛函理论研究

张莲;张红;左然

2018, 47(3): 481-488.

摘要 ( 8 )

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利用量子化学的密度泛函理论,对MOVPE生长AlN的气相反应路径进行理论计算和分析,特别针对氨基物DMAlNH2形成后的多聚反应、多聚物消去甲烷反应、以及温度的影响关系进行研究.通过对不同反应路径的吉布斯自由能和反应能垒的计算,分别从热力学和动力学上确定最可能的末端气相反应前体.研究发现,氨基物通过与NH3的双分子碰撞,很容易越过较低的能垒,形成稳定的Al(NH2)3.在385 K＜T＜616 K,三聚物(DMAlNH2)3消去CH4变成(MMAlNH)3的反应容易发生.在641 K＜T＜1111 K,二聚物(DMAlNH2)2消去CH4变成(MMAlNH)2的反应容易发生.而(MMAlNH)2、(MMAlNH)3继续消去CH4生成(AlN)2、(AlN)3的反应,由于吉布斯自由能差都大于零,而且能垒也很大,故很难发生.因此,在AlN的MOVPE过程中,Al(NH2)3、(MMAlNH)2和(MMAlNH)3是最可能的三种末端气相反应前体,它们将决定AlN的表面反应生长.

Al2O3-SiO2-TiO2表面涂层对3D-Cf/SiC复合材料力学性能的影响

张善伟;林文松;王静静;方宁象;傅肃嘉

2018, 47(3): 489-493.

摘要 ( 14 )

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采用溶胶凝胶法在三维碳纤维预制体(3D-Cf)表面形成Al2O3-SiO2-TiO2涂层,而后采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备了3D-Cf/SiC复合材料,通过SEM、XRD等分析测试手段以及三点弯曲等试验方法,研究了碳纤维的界面对复合材料的微观结构、力学性能的影响.结果表明,Al2O3-SiO2-TiO2涂覆处理后的碳纤维的强度约为原始碳纤维的96.8;,涂层碳纤维在复合材料断裂过程中起到了较好的增韧作用,涂层处理后的3D-Cf/SiC复合材料的抗弯强度达303 MPa,断裂韧度达6.5 MPa/m1/2.

利用无机胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷

张弨;陈拥军;董雷;骆丽杰

2018, 47(3): 494-498.

摘要 ( 11 )

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本文利用无机胶凝材料成功制备了莫来石多孔陶瓷.以硅藻土和ρ-Al2O3为原料,AlF3和MoO3为添加剂,利用ρ-Al2O3遇水硬化的特点,来实现陶瓷浆料的固化成型,再将成型后的陶瓷生坯经高温烧结得到莫来石多孔陶瓷.该方法绿色环保,整个制备过程中无有机物的排放.通过使用XRD、SEM等表征测试手段,研究了烧结温度对莫来石多孔陶瓷的相组成、微观形貌、线收缩率、开孔孔隙率以及抗压强度的影响.实验结果表明,制备的莫来石多孔陶瓷由生长良好的莫来石晶须构成,在1500℃下烧结的莫来石多孔陶瓷孔隙率可达到82.3;.

温度对超声法合成CsPbBr3纳米颗粒的影响

庾名槐;叶帅;宋军;屈军乐

2018, 47(3): 499-504.

摘要 ( 9 )

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超声法是目前可在空气环境中制备高性能CsPbBr3纳米颗粒的有效方法之一.将PbBr2和Cs2CO3加入到含有十八烯(ODE)、油酸(OA)和油胺(OLA)的混合物中,在超声作用中反应即可得到CsPbBr3纳米颗粒.为了研究了温度对超声法制备CsPbBr3纳米颗粒的影响,自制了反应装置来实现对溶液温度的精确控制.研究发现,反应温度在超声法制备CsPbBr3纳米颗粒过程中起到重要作用.只有当温度高于70℃时,采用超声法才能获得CsPbBr3纳米颗粒.随着反应温度的升高,制备CsPbBr3纳米颗粒过程反应速度会增加,所需时间越来越短.在制备过程中,CsPbBr3纳米颗粒的荧光强度随着反应时间延长变得越来越强,中心波长则先蓝移后红移,这和CsPbBr3纳米颗粒成核过程有关.最后,在80℃条件得到高质量单分散立方CsPbBr3纳米颗粒,平均粒径为20nm,在紫外光激发下可发出很强的绿色荧光,中心波长为518 nm,发射峰宽度为16 nm,显示了优越的光学性能.此外,还研究了表面配体(OA/OLA)的使用量对超声法制备CsPbBr3纳米颗粒的影响.

熔盐中镁热还原合成碳化锆粉体

白晨;王周福;邓承继;刘浩

2018, 47(3): 505-509.

摘要 ( 9 )

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以炭黑、不同锆源(二氧化锆、钙稳定氧化锆、氧氯化锆)为原料,金属镁粉为还原剂,在NaCl/KCl熔盐、氩气气氛中发生还原反应及锆碳反应,开展了碳化锆粉体的合成研究.通过X射线衍射仪、场发射扫描电镜、激光粒度仪及比表面积分析仪等测试手段对合成的碳化锆粉体进行了分析表征.结果表明:碳化锆合成过程先后经历ZrO2被还原和锆碳反应.调节反应原料的活性、熔盐种类及反应温度,可以在900～ 1100℃实现碳化锆粉体的合成.以NaCl为熔盐、氧氯化锆为锆源,在1000℃可以制取D50为18.599 μm、比表面积15.27 m2/g的高纯碳化锆粉体.

全取代环戊基五元瓜环与铈(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及应用探索

刘玲菲;魏连通;周开志;罗娜;马培华

2018, 47(3): 510-513.

摘要 ( 5 )

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利用X-射线单晶衍射分析方法测定了全取代环戊基五元瓜环(CyP5Q[5])和稀土金属铈(Ce3+)形成配合物的晶体结构,结果表明:Ce3+与CyP5Q[5]的两个端口配位,配合物空腔包结氯离子形成“分子胶囊”结构.相邻的瓜环通过与[ZnCl4]2-的偶极作用,形成一维超分子链.本文通过对该配合物对七种易挥发有机物的吸附进行研究.

熔融法转炉钢渣微晶玻璃的结构与性能研究

罗智宏;何峰;张文涛;王立格;刘小青;方德;杨虎;谢峻林

2018, 47(3): 514-521.

摘要 ( 11 )

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利用转炉钢渣制备出高性能的微晶玻璃,可有效提高其附加值,同时具有环保效益.本文以转炉钢渣为主要原料,通过组分设计,改变其掺人量,制备出了相应的基础玻璃与微晶玻璃.并通过XRD、DSC、FTIR、SEM以及抗折强度、密度、表面硬度等进行表征,获得了如下结果:转炉钢渣的掺量在45wt; ～ 55wt;之间变化时,均可以制备出微晶玻璃.随着CaO/SiO2的增加,有利于促进玻璃析晶,与此同时,会促进在架状结构的霞石晶相中析出聚粒状的二次晶相普通辉石.普通辉石晶相的析出不利于抗折强度的增长,但对密度和硬度均有所提高.当钢渣掺量为50wt;时,微晶玻璃的最高抗折强度为198.89 MPa,显微硬度为772 MPa,密度为2.86 g/cm3.

稀土元素Ce掺杂对CaMnO3基热电材料的微观结构及高温电性能的影响

孙丽娟;李翠芹;陈前林;周栋珍;文娅;刘军;颜宇

2018, 47(3): 522-527.

摘要 ( 18 )

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CaMnO3因其结构中元素在自然界中的丰度大、低毒和具有高温热和化学稳定性等优势而被认为是一类具有潜力的热电材料,但其较大的电阻率影响了热电性能的进一步提高.在钙位掺杂高价态稀土金属离子是降低其电阻率的有效途径.采用共沉淀法制备了一系列Ca1-xCexMnO3(x=0,0.02,0.04,0.06,0.10)热电材料.利用XRD,SEM等方法对材料的物相及断面形貌进行了表征,利用四探针法同时测量了CaMnO3材料的电阻率,Seebeck系数.XRD结果显示所有样品都为单相CaMnO3结构,扫描电镜显示Ce掺杂CaMnO3材料结构致密,具有较小和分散均匀的粒径.样品的电阻率和Seebeck系数的绝对值随着Ce掺杂量的增加而变小,Ca0.9Ce0.1MnO3的功率因子最大,为2.76×10-4W·m-1 ·K-2.

CO2作为单一气相碳氧源制备碳掺杂钛氧薄膜的成分结构性能研究

魏博;文峰;曹华堂

2018, 47(3): 528-533.

摘要 ( 19 )

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采用单极脉冲反应磁控溅射,以CO2作为单一气相碳源和氧源,通过控制反应气体流量,制备了碳掺杂钛氧(C∶Ti-O)薄膜.通过原子力显微镜,拉曼光谱和X射线光电子能谱对薄膜的表面形貌、结构和成分进行了表征,利用紫外可见-分光光度计得到了薄膜的透射光谱并用Tauc作图法计算薄膜的带隙宽度,用纳米力学系统测试了薄膜的力学性能.结果表明,随着CO2流量的增大,沉积速率呈先增大后减小的趋势.制备的薄膜主要以金红石相存在,并存在少量锐钛矿相和TiO.C的掺入使得C∶Ti-O薄膜的带隙宽度有不同程度的降低,薄膜硬度也有所提高.

氩氧混合气体及纯氧气氛下脉冲激光沉积法制备YBa2Cu3O7-δ超导薄膜的研究

张宇生;代秀红;刘保亭;娄建忠

2018, 47(3): 534-538.

摘要 ( 14 )

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利用脉冲激光沉积法(PLD)在保证其它实验参数不变的情况下,分别在Ar∶O2为3∶1和纯O2的气氛中,在(001) SrTiO3 (STO)基片上制备了外延的高质量YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜.X射线衍射表明在氩氧混合气体下制备的YBCO薄膜具有更好的结晶质量.扫描电子显微镜测量结果发现:相比于纯O2氛围下制备的YBCO样品,在氩氧混合氛围中制备的薄膜表面具有较小颗粒密度.通过四引线法获得YBCO薄膜的归一化电阻(R/R100K)随温度(T)的变化关系发现,虽然对应不同氛围制备的YBCO薄膜的零电阻转变温度均为90.0K,但是,对应氩氧混合气体的YBCO具有更小的正常态电阻.研究结果表明脉冲激光制备YBCO的过程中,引入氩气可以改善YBCO薄膜的结构和性能.

50Hz铌酸锂电光调Q开关

董潮涌;商继芳;孙军;窦飞飞;张玲

2018, 47(3): 539-543.

摘要 ( 11 )

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目前军用领域电光调Q开关的工作频率基本在30 Hz以下,为满足军用领域对更高重复频率脉冲激光的需求,研究并获得了可工作在50 Hz重复频率下的铌酸锂电光调Q开关.基于折射率椭球理论,通过分析铌酸锂晶体预偏置电光调Q的原理,选取了合适的预偏置角度.在闪光灯泵浦Ce∶ Nd∶ YAG激光系统中,通过合理设计谐振腔参数以及激光晶体的参数,采用预偏置加压式电光调Q方式,实现了频率为50 Hz,脉宽约为6 ns,能量不小于93mJ的1.06 μm激光输出,峰值功率达到了约15 MW.试验证明铌酸锂晶体用作电光调Q开关在中小功率和中低频率1.06μm激光上有很好的应用前景.

InSe/石墨烯异质结光学特性的研究与调控

郭思嘉;王潇雅;南海燕;张秀梅;肖少庆;顾晓峰

2018, 47(3): 544-549.

摘要 ( 12 )

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InSe是一种新兴的二维层状材料,具有多种优异的光学特性.随着层数的降低,带隙从近红外逐步变到可见(1.26 eV到2.11 eV),如此大的可调谐的带隙和高本征迁移率,让其在光电探测领域有着良好的应用前景.但是研究发现,InSe在空气中不稳定,易被氧化,很大的限制了其应用.而石墨烯具有极宽的光谱吸收范围和高电子迁移率,同时具有理论上97.7;的透光率.因此石墨烯-InSe复合体系能够充分将石墨烯优异的电子传输特性以及InSe突出的光学吸收特性结合起来,从而提升光电性能.本文首先利用干法转移制备了石墨烯和InSe的异质结构,然后通过阶段式退火处理调控了两者之间的相互作用,研究发现随着退火时间的加长,被石墨烯覆盖的InSe荧光强度逐渐降低,说明二者之间相互作用逐渐增强,InSe中更多的电子转移到石墨烯中,极大的提升其光电特性.该结果为异质结相互作用的调控以及光电性能的提升提供了非常好的途径.

椰壳活性炭孔结构的调节及对超电容性能的影响

晏荣伟;侯博;夏靳松;杨硕;余凤;陈永

2018, 47(3): 550-555.

摘要 ( 14 )

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以椰壳为原料采用化学活化法制备活性炭,通过改变碱炭比,得到不同比表面积和孔结构的活性炭材料,并进行机理研究.其中,高比表面积产生大量容量;大量介孔为离子快速转移提供通道,有利于提高超电容的倍率性能.以6 mol·L-1的KOH为电解液组装成对称电极的超级电容器,并进行电化学性能测试.制备的AC-4活性炭比表面积为3831 m2·g-1,介孔率42.8;,组装为超级电容器在1A·g-1电流密度下放电比容量达到260F·g-1,100A ·g-1时仍保持216.116 F·g-1,最高功率密度24.5 kW· kg-1,能量密度13.35Wh· kg-1.

NiO为空穴传输层的量子点发光二极管及其性能

郭起玲;李景灵;何新华;徐雪青

2018, 47(3): 556-563.

摘要 ( 17 )

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采用溶液法制备NiO纳米晶,利用XRD、TEM、UPS表征样品并将其应用于结构为ITO/NiO/PVK/ QDs/ZnO/Ag的量子点发光二极管(QLED)中.XPS测试表明紫外臭氧处理可诱导NiO晶格内部产生Ni3+离子,通过引入多次旋涂和多次紫外臭氧处理相结合的工艺,获得Ni3离子含量增多且分布均匀的NiO薄膜.研究结果显示:随着旋涂NiO次数的增加,器件性能呈现出逐渐改善趋势,当旋涂4次时,器件获得最佳效果,其中最佳发光强度从184cd/m2提高到4775 cd/m2,最大电流效率为0.54 cd/A,最大外量子效率为0.22;,与未改善的单层NiO基QLED相比,均提高超过50倍.

PVP平均分子量对纳米银线制备的影响及工艺探究

徐杰;甘国友;NAY CHYI HTWE;严继康;易健宏

2018, 47(3): 564-569.

摘要 ( 74 )

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利用乙二醇还原合成银纳米线.研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的平均分子量,AgNO3与PVP(平均分子量为1300000)物质的量的比,控制剂(Cl-)离子浓度对产物形貌及银纳米线长径比的影响.通过SEM、XRD测试,对不同的条件下制备的纳米银线进行微观形貌和晶体结构进行表征.实验表明,PVP平均分子量对纳米银线制备有着重要的影响且不同的PVP平均分子量需要不同的溶液浓度体系才能制备出高纯高产高长径比的纳米银线.当PVP的平均分子量为1300000,控制剂为CuCl2·2H2O和KCl,AgNO3与PVP物质的量之比为1∶2,反应时间为1h,纳米银线的直径大约为80 nm,长度大约为100 μm,长径比可高达1000多.

Y2O3吸附粉对95;氧化铝热压铸瓷坯脱蜡粘粉的控制

杜继实;徐万里;唐兵华;易歆雨

2018, 47(3): 570-577.

摘要 ( 17 )

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95;氧化铝热压铸瓷坯脱蜡粘粉严重影响着产品的合格率及生产效率,本文提出了一种基于Y2O3吸附粉对95;氧化铝热压铸瓷坯脱蜡粘粉的控制方法,并与传统的基于α-Al2O3吸附粉的脱蜡方法进行了对比分析.Y2O3吸附粉脱蜡不仅彻底消除了95;氧化铝热压铸瓷坯脱蜡工艺中的表面粘粉现象,而且获得的烧成95;氧化铝陶瓷的密度、体积电阻率、断裂强度、介电击穿强度等性能均有提升,该方法具有操作简便、工艺研发周期短、成本低等优点,生产推广价值高.此外,基于脱蜡过程中的相变分析,本文讨论了粘粉的形成机制及Y2O3吸附粉控制粘粉的原理.

莫来石空心球的制备与表征

胡其国;顾幸勇;董伟霞;罗婷;邱柏欣

2018, 47(3): 578-581.

摘要 ( 20 )

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以工业氢氧化铝为铝源,粉煤灰漂珠为模板,五氧化二钒和氟化铝为添加剂,采用固相反应原位制备了莫来石空心球.粉煤灰漂珠与工业氢氧化铝按质量比为45∶55配料,外加4wt;V2O5与3wt; AlF3,5wt; PVA溶液,通过粘附法,在900℃至1200℃下恒温2h随炉冷却.采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对莫来石空心球进行了表征.结果表明:在1000℃至1200℃下制备的空心球主晶相为莫来石相,空心球球壳是由细长针状的莫来石组合而成,其长度约为8μm,长径比平均为25∶1,球壳内部莫来石未发育完全,而是形成了比较致密的内部结构体.

Bi-2223/Ag异质结的光生电压效应研究

马志攀;楚庄;杨枫;刘志勇;苏健;宋桂林;常方高

2018, 47(3): 582-587.

摘要 ( 4 )

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在50 ～ 340 K不同温度下,利用紫色激光(λ=405 nm)对银/铋锶钙铜氧2223异质结界面进行辐照,观测到明显的光生电压效应,发现光生电压的极性分别在超导转变温度TC与320 K附近发生了反转,排除了激光产生的热电势是产生光生电压的原因,分析表明银/铋锶钙铜氧2223异质结界面处存在内建电场:光生电压由异质结界面处的内建电场分离光生电子-空穴对产生的.超导转变温度TC之下以及320 K以上,内建电场方向从超导体指向金属电极;超导转变温度TC与反向温度320 K之间,内建电场从金属指向超导体.

非化学计量掺杂的LiNaxV3O8水系锂离子电池负极材料

朱靖;杨梦恩;狄正玲;刘永光;戴磊;王岭

2018, 47(3): 588-593.

摘要 ( 15 )

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采用溶胶-凝胶法制备出非化学计量Na+掺杂的LiNaxV3O8材料.XRD分析表明,材料主相为LiV3O8层状结构;非化学计量的Na+掺杂可有效增大LiV3O8层状结构的层间距d,从而降低Li+在材料内部的扩散阻力.SEM图像显示材料形貌均匀,呈厚度约100 nm的薄片状,有效减小了Li+在材料内的扩散路径.充放电测试表明掺杂量为5;的材料表现出最佳的充放电可逆性,其最大放电比容量经过活化后可达117.6 mAh/g,经50次循环后的放电比容量仍有67.6 mAh/g.

溶胶-凝胶法制备PbZr0.52Ti0.48O3铁电薄膜及其光伏特性的研究

岳建设;李祯

2018, 47(3): 594-597.

摘要 ( 10 )

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使用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上制备了PZT铁电薄膜,通过控制热处理工艺,制备出致密且均匀的PZT铁电薄膜.通过获得高的剩余极化强度,提高PZT膜层的内建电场,从而提高PZT铁电薄膜的光电转化效率.经过500℃高温热处理1h后不仅提高了PZT的结晶度,同时提高了PZT的致密度,PZT薄膜经过电场的极化,可以获得剩余极化强度为17 μc/cm2.紫外光照射下的光电流稳定.

磷石膏在醋酸铵溶液中的溶解量及滤渣产物的变化

林艳;彭同江;孙红娟;蒋关雪;丁文金;罗东山

2018, 47(3): 598-605.

摘要 ( 9 )

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本文研究了磷石膏在醋酸铵溶液中不同溶剂浓度、溶解温度、固液比、溶解时间对磷石膏溶解量和溶解后残渣物相的变化,采用XRD对滤渣样品的物相进行表征.结果表明:磷石膏溶解量随着醋酸铵溶液浓度的增大,先增大后减小,减小的原因是浓度太大时生成硫酸铵沉淀.随着温度的升高,磷石膏溶解量的增加和减小变化幅度较大,温度为60℃时生成铵石膏,100℃时生成硫酸铵钙;随着固液比的增大,磷石膏溶解量先增大后减小,固液比越大,越易生成铵石膏.当固液比为8.3 g∶100 mL时,在10 min时,磷石膏溶解量即达到最大,随后基本保持不变,2 min时生成硫酸铵.固液比为10.0 g∶100 mL时,随着溶解时间的增大,磷石膏溶解量先增大后减小;溶解时间越长,越易生成铵石膏.在90℃时,8 mol/L醋酸铵溶液,固液比为10.0 g∶100 mL,优化时间区间为10～30 min,20min时磷石膏溶解量可达最大8.86 g/100 mL,溶解率为88.60;.

Hf微量掺杂Sm2Ce2O7固溶体制备及热物理性能

赵永涛;刘喜艳;张昊明;张红松;张冰;王新莉;李振军;李刚

2018, 47(3): 606-611.

摘要 ( 8 )

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采用高温固相烧结法制备了Sm2(Ge1-xHfx)2O7(x=0,0.025,0.05,0.075,0.1)固溶体,并对其相组成、显微组织及热物理性能进行了分析.结果表明,所合成的固溶体具有单一的萤石结构,其相对致密度均在90;以上.Hf掺杂增强了声子的散射程度,从而使其热导率与Sm2Ce2O7相比明显降低.Hf较小的离子半径使得其热膨胀系数随HfO2掺杂量增加而降低,但仍然满足热障涂层的要求.

多孔石墨烯的制备及应用

柴雅琼;李章朋;莫尊理;杨志刚;王金清

2018, 47(3): 612-616.

摘要 ( 20 )

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多孔石墨稀是石墨稀的一种新型衍生物,是指在石墨烯的二维基面上具有纳米级孔道的碳材料.由于多孔石墨烯具有优异的电化学性能,其在多个领域得到广泛的关注.文中主要对多孔石墨烯的一些物理化学特性、制备方法和技术、以及所涉及应用领域等方面的研究进展进行了总结和展望.

复合电极La-Ni-B的制备及电催化偏硼酸钠的性能

何敏;陈必清;李苗

2018, 47(3): 617-622.

摘要 ( 17 )

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为进一步提高对偏硼酸钠电催化还原的效率,采用化学镀的方法,以铜片为基体,PdCl2乙醇胶体溶液为活化剂,乙醇为化学镀溶剂,制备了稀土复合电极La-Ni-B.并采用XRD、SEM、EDS方法对催化剂进行表征分析,结果表明稀土合金以纳米颗粒的形式附着在基体表面,所得合金膜是非晶态的.通过循环伏安法研究了复合电极La-Ni-B用于电解偏硼酸钠制备硼氢化钠的可行性.以硼氢化钠实际生产量为指标,探讨了直流、脉冲两种不同供电方式、脉冲电流频率、电解时间对电解行为的影响.结果表明稀土镧对电解偏硼酸钠有催化作用,以20 mL镀液制备的复合电极,在脉冲频率阳极时间T1=1 s,阴极时间T2=1 s时,最佳电解时间为4h.复合电极在重复使用3次的情况下,硼氢化钠产量降低15;,催化剂的重复使用性能良好.

热电池用CoS2正极材料水热合成及其性能研究

杨潇薇;刘波;李科;王静

2018, 47(3): 623-628.

摘要 ( 13 )

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以硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)和硫脲(NH2CSNH2)为原料,在不同的反应物浓度下水热合成了不同形貌的CoS2材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱技术(xPS)对产物进行了表征,最后将石墨烯添加到制备的CoS2中作为正极材料制备成单体热电池进行恒流和脉冲放电测试.SEM、XRD测试结果表明,随着反应体系中反应物(Co(NO3)2·6H2O)量从0.02 mol/L增加到0.08 mol/L,产物CoS2材料纳米棒尺寸逐渐缩短,球形颗粒尺寸趋于均匀,团聚现象更加明显;材料晶相结构没有发生改变,都为立方晶系的CoS2;XPS测试结果表明合成的材料元素价态分别为Co2+和S-1.当恒流放电电流密度较大增加到0.8 A/cm2时,CoS2/石墨烯阴极材料有更好的电性能;脉冲放电测试结果表明,CoS2材料制备的单体电池内阻明显小于FeS2材料,在放电初期的平稳阶段,内阻约小0.5Ω.

Co掺杂对富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2电化学性能的影响

杨陈;向延鸿;章顺坤;龙博;陈经玲;唐淑敏;唐欢;廖启军;田林

2018, 47(3): 629-634.

摘要 ( 37 )

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本文以醋酸盐为原料,采用溶胶凝胶法制备富锂锰基固溶体正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2.研究Co掺杂后对Li1.2 Ni0.2-x/2Mn0.6-x/2 CoxO2(x=0,0.01,0.02,0.05)材料结构以及电化学性能的影响.XRD和SEM测试表明:Co掺杂后样品结构未发生改变,均属于富锂锰基正极材料.电化学测试表明:Co掺杂能改善材料的倍率性能,提高材料的放电比容量.其中,x=0.02的材料Li1.2Ni0.19Mn0.59Co0.02O2具有最优异的电化学性能,0.05 C下的首次放电比容量由未掺杂的的217 mAh·g-1提升至332.6 mAh·g-1;0.1 C下经40次循环后放电比容量为171.6 mAh·g-1,保持率为85.5;.

锑烯表面碱金属原子吸附和扩散行为研究

黄桃花;郭纪源;孙晨立;陈雷

2018, 47(3): 635-641.

摘要 ( 29 )

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锑烯是一种新兴的具有多种新奇特性的二维材料.本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,主要研究了Li、Na、K原子在锑烯表面的吸附和扩散行为.结果显示,Li、Na、K原子在锑烯表面吸附时,具有较大的吸附能,分别为-2.36 eV,-1.84 eV和-1.60 eV.通过引入垂直于衬底指向吸附原子的外电场,发现它们的吸附能和转移电荷都随着外加电场的增加而增加,其中对K原子的吸附能和转移电荷影响最显著.采用Climbing Image-NudgedElastic Band (CI-NEB)的方法研究得出Li、Na和K在锑烯表面的扩散行为都具有较小的扩散势垒,其中Li为0.09eV,Na为0.08 eV,而K仅有0.04 eV,这有利于碱金属原子在锑烯表面的扩散.研究结果为进一步了解锑烯的性质和应用推广提供了基础理论支持.

石墨烯纳米带异质结的热自旋输运性质的研究

汤晓琴;叶雪梅;谭兴毅;任达华

2018, 47(3): 642-648.

摘要 ( 11 )

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石墨烯纳米带及其异质结因其丰富而优异的物理性质,引起了人们的广泛关注.基于密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法研究了不同宽度碳链N(N=6、8、10)的单氢钝化和双氢钝化的石墨烯纳米带所构成的异质结的热自旋输运特征,在N=6体系中发现了热自旋过滤效应;N=8体系中发现了自旋塞贝克效应;N=10体系中发现了自旋塞贝克效应、负微分自旋塞贝克效应以及热负微分电阻效应,为热自旋纳米电子学器件的研究提供了理论指导.

四方体MgO的制备及对有机染料的吸附

付孝锦;黄明;王珂;刘敏;郑小刚;刘勇

2018, 47(3): 649-657.

摘要 ( 11 )

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以六水氯化镁和六次甲基四胺为原料,采用水热法合成四方体MgO,考察其对有机染料甲基橙和亚甲基蓝的吸附行为.通过TGA-DTA、SEM、XRD、N2-sorption和FT-IR等手段表征样品.结果表明,原料浓度、温度和表面活性剂对四方体MgO结构的形成影响较小,而反应时间的延长有助于有序结构的组装.温度170℃、时间24h、MgCl2·6H2O与C6H12N4浓度比为1∶2和表面活性剂PVP是制备四方体MgO的最佳条件.在溶液浓度10mg · L-1的单一吸附实验过程中,四方体MgO对甲基橙和亚甲基蓝的去除率分别为91.3;和22.3;,吸附过程均为单层吸附且符合Langmuir等温吸附模型和伪二级吸附动力学方程.在溶液浓度40 mg·L-1、甲基橙和亚甲基蓝浓度比3∶1的混合溶液吸附过程中,四方体MgO对甲基橙和亚甲基蓝的去除率分别为80.1;和97.9;.

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