三维Co2Mn3Ox纳米薄膜的制备及电化学储能特性

泡沫镍的良好导电性及多孔的三维骨架结构有助于电子传输和电解液接触。以泡沫镍为模板,采用水热合成法制备三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,并对其作为超级电容器电极材料的电化学储能特性进行了实验研究。结果表明：在泡沫镍表面可控合成了超薄的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜,该薄膜由超小的纳米颗粒组成,并具有一定的多孔结构;合成的三维Co₂Mn₃O_x纳米薄膜作为超级电容器电极材料表现出了优异的储能特性,如在电流密度为5 A?g^-1下具有1092.5 F?g^-1的比电容,恒流充放电循环1000次后电容保留率高达89.1%。此外,以Co₂Mn₃O_x纳米薄膜为正极材料,活性碳为负极材料,组装的非对称超级电容器表现出高的能量密度、高的功率密度以及良好的循环稳定性。该研究丰富了自支撑、无粘结剂、高储能特性的赝电容超级电容器电极材料种类,为电化学储能薄膜材料的设计提供了思路。     

全纤维基柔性非对称超级电容器的构建与性能研究

随着可穿戴电子产品需求的不断增长,开发高储能性能且机械稳定性优异的柔性电荷存储设备非常必要。采用简易电沉积法,在柔性的单簇碳纤维（CF）上制备了全纤维基聚苯胺(PANI)和WO₃正负极,并匹配成全纤维基柔性非对称超级电容器(ASCs)。结果表明：当扫描速率为10 mV?s^-1时,沉积时间为20 min的纳米蠕虫状CF@PANI正极的长度比电容为15.17 mF?cm^-1,而沉积时间为5 min的CF@WO₃纳米绒毛负极的长度比电容为37.06 mF?cm^-1;将二者匹配制成准固态ASCs,该电容器显示出优异的电化学性能及机械稳定性,其长度比电容高达3.89 mF?cm^-1,并且具有优异的倍率性能;此外,这种纤维状的储能器件具有优异的力学稳定性,以任何角度进行弯曲或缠绕,其仍能保持电容性能稳定。由于该纤维状器件是基于碳布纤维,所以很容易将其缝制于衣物中作为可穿戴的储能纺织品。综上,这种新型的全纤维基ASCs在未来可穿戴电子设备的应用中具有巨大潜力。     

K3Fe(CN)6增强钴镍基硒化物的电化学性能研究

作为一种新型的电化学储能器件,超级电容器具有高功率密度,长循环寿命等优点。然而,超级电容器普遍具有能量密度低的缺陷,限制了其在高能量密度领域的应用。寻找具有高比电容的赝电容电极材料是目前研究重点。此外,在常规电解液中添加氧化还原添加剂,亦被认为是一种有效提升超级电容器电化学性能的手段。采用共沉淀法制备了作为超级电容器电极材料的多孔钴镍基过渡金属硒化物（NCSe）立方体,同时在碱性电解液中添加了具有氧化还原活性的K₃Fe(CN)₆的添加剂。研究结果表明,在电解液中加入K₃Fe(CN)₆,可使超级电容器的电化学特性得到提升。在2 A?g^-1电流密度下,在1 mol?L^-1的KOH电解液中,NCSe比电容仅仅为48.1 F?g^-1;而当电解液中添加0.02 mol?L^-1的K₃Fe(CN)₆后,在同样的电流密度下,NCSe比电容高达1 070.1 F?g^-1。因此,在碱性电解液中加入一定量的具有氧化还原作用的K₃Fe(CN)₆添加剂,可以有效提升超级电容器的电化学性能。     

基板表面粗糙度对电阻薄膜微观形貌及电学性能的影响

不同表面粗糙度的基板显著影响其溅射膜层的微观形貌、电阻以及残余应力,同时其本身的制备成本也相差甚远。选择表面粗糙度适合的基板,能够在保证产品性能良好、可靠性高的同时,兼顾生产成本的有效调控。基于实际生产考量,通过磁控溅射工艺制备两种Ti、TaN功能薄膜,系统性评估了表面粗糙度大范围梯度（R_a=20—1000 nm）变化的氧化铝基板对溅射膜层的影响,包括镀膜前后表面粗糙度、室温电阻率以及电阻温度系数（TCR）。结果表明：当基板表面粗糙度R_a<350 nm,镀膜后R_a无显著变化;当R_a>350 nm,随着基板R_a增加其镀膜后R_a显著降低;不同于R_a,镀膜后功能薄膜层R_z明显低于基板值;Ti、TaN薄膜电阻率,随基板R_a的增加而增大;TaN功能薄膜TCR随基板R_a值的增加先增大后减小,负偏明显并保持在-500×10^-6—-550×10^-6 ℃^-1 区间。     

生物质花瓣衍生的氮掺杂多孔碳材料制备及性能研究

多孔碳材料因具有大的比表面积、可控的孔径分布及优良的电导率,被认为是超级电容器的一种理想材料。基于熔盐策略,一步将生物质（花瓣）与尿素分子制备成氮掺杂多孔碳材料。结果表明：所合成的多孔碳具有丰富的微孔及中孔,比表面积高达633.6 m²?g^-1;氮元素均匀地掺杂在多孔碳中,增加了多孔碳表面的活性位点、表面极性、电导率等,同时提升了多孔碳的比电容和离子传输能力,显著降低了电阻,在1 A?g^-1的电流密度下氮掺杂多孔碳的比电容为204.4 F?g^-1,而未掺杂的多孔碳的比电容仅为149.9 F?g^-1。为氮掺杂多孔碳材料的制备提供了一种绿色、高效的合成策略,可用于超级电容器领域中。     

亚氧化钛块体电极的电化学特性及其对几种工业有机废水的降解效能研究

亚氧化钛电极Ti_nO_2n-1(4≤n≤10) 具有环境友好、导电性好、耐强酸强碱、析氧电位高等优异性能,在电催化氧化处理难降解有机废水领域中极具应用潜力。采用自制的亚氧化钛块体电极,研究该电极的电化学特性及其对多种难降解工业有机废水的降解效能,并表征该电极的组成和表面形貌。结果表明：该块体电极为表面多孔结构,电极表层的主相为Ti₄O₇,电极的粗糙系数约为500,能为电化学反应提供较大的活性比表面积;同时,其电化学电位稳定窗口可高达3.6 V,电化学交换电流密度为4.606×10^-2 mA?cm^-2,均高于DSA电极（2.3 V和1.861×10^-2 mA?cm^-2）;此外,该块体电极及DSA电极的电化学氧化降解亚甲基蓝（MB）的过程均符合准一级反应动力学方程,且反应动力学常数k_亚氧化钛=2.0 k_DSA。利用亚氧化钛块体电极对多种工业废水,如垃圾渗滤液、金属冶炼厂的残余液等样本进行了降解处理,上述废液的化学需氧量（COD_Cr）去除率均能达到90%以上,表明该电极装置能有效地处理难降解工业废水。     

氧化锂基复合正极补锂材料的制备及对电池电化学性能的影响

锂离子电池在首次充放电过程中,其负极表面形成的固态电解质界面（SEI）膜会消耗部分正极材料的活性锂,导致不可逆的容量损失,降低锂离子电池能量密度。为解决此问题,选用氧化锂作为牺牲锂盐以补偿锂离子电池的首次不可逆容量损失,提高电池容量和循环性能。通过将催化剂LiMnO₂、Li₂O和导电炭黑(SP)按一定质量比研磨混合,制备了Li₂O基正极补锂材料LiMnO₂/Li₂O/SP。为研究其补锂性能,选用磷酸铁锂作为正极,石墨作为负极,TCGG-Si作为电解液,组装了2032扣式全电池,通过充放电测试,研究了该正极补锂材料对电池电化学性能的影响。结果表明,当LiMnO₂/Li₂O/SP的质量分数分别为50%、45%和5%时,在 10 mA?g^-1的电流密度下充电至4.3 V,LiMnO₂/Li₂O/SP 复合材料的首次充电比容量可达526.5 mAh?g^-1,首次库伦效率为14.63%,其在首次充电过程中分解释放活性锂的过程是不可逆的,并在第4次后完全丧失容量,说明 Li₂O/LiMnO₂/SP复合材料可以作为补锂材料添加到正极材料中。将质量分数为3.6%的Li₂O/LiMnO₂/SP复合材料加入到磷酸铁锂半电池中,半电池的首次充电比容量为186.5 mAh·g^-1,相较 LiFePO₄比容量（166.8 mAh·g^-1）提高了19.7 mAh·g^-1,说明补锂剂已发挥作用,该部分多余的容量可用于形成石墨SEI膜。将Li₂O/LiMnO₂/SP添加到磷酸铁锂-石墨全电池体系中作为正极补锂剂,不仅可补偿石墨负极的首次不可逆容量损失,还可提高全电池的循环性能。全电池的首次可逆容量为158.2 mAh?g^-1,循环100次的可逆比容量为108.0 mAh?g^-1;相较于未添加情况,全电池首次充电比容量增加了12.9 mAh?g^-1,可逆比容量提高了11.6 mAh?g^-1,经100次循环后容量保持率提升了13.90%。     

在异质外延β-Ga2O3单晶薄膜上实现快速响应日盲光电探测器

通过等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）,在双抛蓝宝石衬底上生长出两英寸的高质量β-Ga₂O₃单晶薄膜。利用光刻技术和电子束蒸镀金叉指电极,在薄膜上成功地制备了金属-半导体-金属结构（M-S-M）型日盲光电探测器。结果表明：日盲光电探测器的暗电流低至130 pA（20 V）,对紫外波段的光响应度达到229 mA?W^-1;此外,器件对光信号表现出超快的瞬态特性,衰减时间为1.31 ms,器件的优异性能可归因于β-Ga₂O₃的高结晶质量和肖特基结的巨大场迁移率。该研究为未来基于更大规模的β-Ga₂0₃异质外延薄膜的深紫外（DUV）光电探测器的应用迈出了重要一步。     

CoAl-LDH/CoFe基普鲁士蓝衍生双金属磷化物异质结构的高效电催化OER性能

电催化水解是生产绿氢的有效途径,但是其阳极的氧气析出反应（OER）动力学缓慢,限制了其大规模应用。采用液相回流法制备了超薄的CoAl-LDH十二边形纳米片,其大的表面积成为良好的催化剂载体,且表面大量未饱和的Co²⁺可有效配位其他阴离子。结合共沉淀法和离子交换法,在CoAl-LDH纳米片表面组装大量超小的CoFe-PB纳米颗粒,以形成CoAl-LDH/CoFe-PB异质结构,再通过原位磷化策略获得CoAlP/CoFeP_x@NC异质结构。在磷化过程中,CoFe-PB纳米颗粒会转化为氮掺杂的碳包裹的CoFeP_x核壳纳米颗粒,以提供足够的活性位点,同时他们也牢固地负载在CoAl-LDH转化而成的CoAlP纳米片的表面,形成稳定的异质结构。由于CoAlP/CoFeP_x@NC异质结构具有丰富的组分、独特的多孔结构和稳定的片层结构,其可以获得优异的电催化OER活性。在碱性电解液（1 mol?L^-1的KOH）中,CoAlP/CoFeP_x@NC在电流密度为10 mA?cm^-2下的过电位为334 mV（vs. RHE）。该研究为低成本和稳定高效的多元金属磷化物基异质结构的电催化剂的设计与制备提供了思路。     

Nb掺杂改性LiNiO2正极材料的制备及电化学性能研究

高镍层状氧化物LiNiO₂具有高理论比容量和相对低廉价格,被认为是下一代锂离子动力电池的正极材料之一。当LiNiO₂正极材料应用于锂离子电池时,其循环稳定性无法满足要求,需经改性后才能得以应用。采用固相法合成了Nb掺杂的层状LiNi_1-xNb_xO₂（x=0.005、0.01、0.015）正极材料,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱等测试手段,分析了Nb掺杂量（摩尔百分比）对其晶体结构、微观形貌及元素分布的影响,并通过恒电流间歇滴定和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,随着Nb元素掺杂量的提高,LiNi_1-xNb_xO₂材料的晶格晶面间距逐渐扩大,一次颗粒尺寸逐渐减小。在LiNiO₂材料中引入Nb⁵⁺离子,提高了LiNi_1-xNb_xO₂材料的锂离子扩散系数,并通过稳定晶体结构,抑制了Nb掺杂材料在充放电过程中的相变,有利于其电化学性能的提升。当Nb掺杂量为1%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料表现出较好的倍率性能,在10 C大电流密度下的放电比容量高达134.1 mAh?g^-1;随着Nb掺杂量的增加,LiNi_1-xNb_xO₂材料循环稳定性同步提升,当Nb掺杂量为1.5%时,LiNi_1-xNb_xO₂材料经150次循环后的容量保持率为73.3%,远高于未掺杂LiNiO₂样品的36.2%。表明,Nb掺杂可改善LiNiO₂正极材料的晶体结构和电化学性能,为其在下一代锂离子动力电池的应用提供了理论依据。     

Current situation and future trend of China rare earth luminescent materialindustry(continued)

<正>Developing ecological lighting source The world is facing the big problem of energy shortage today and the contradiction between economy development and environmental protection is worsened.Therefore,people are more likely to choose an ecological light source that is more energy efficient and environmental friendly.The choice provides great opportunity for the development of rare earth optical material industry in China.The concept of green lighting positions rare earth luminescent material as a leading player in illumination market.The light source of both rare earth luminescent lamp and LED lamp is ecological and energy saving.This is why     

Galaxy Magnets achieved the net profit of 34.02 million yuan in the first six months of 2014

正Galaxy Magnet announced its financial results for the first half of 2014 on August 14.For the first six months ended on 30 June 2014,Galaxy Magnet achieved operation income of RMB 182.3 million,up8.40% over the same period of 2013,and the net profit attributable to the shareholders of the listed company of 34.02 million yuan,increasing 35.49% over the same period of last year.Stable performance increase was led by development of new customers and application market of magnets.     

Rare Earth Application in Steel in China

<正>China has rich rare earth resources.Output of rare earth and steel in China ranks the top first in the world.However,there is still certain distance between the steel produced in China and developed countries from the point of varieties and quality.China still has to import some types of steel.Improving the quality should be emphasiZed in future development of steel industry in China.Rare earth can be used to upgrade traditional steel     

China rare earth market review

正November 21~30,2014Due to weak demand from downstream industries,transactions of rare earth in Chinese domestic market were inactive.It was difficult to sell any rare earth products except for dysprosium oxide and terbium oxide.Suppliers lost confidence in recent market.Demand for rare earth products was soft.Consumers continued to take a wait-and-see attitude.Rare earth export market remained slow.     

稀散金属产业的观察与思考

分析了近年来国内外稀散金属产业的生产、应用、资源与市场状况.铟锡氧化物靶材、砷化镓晶片、锗红外材料、铼高温合金和硒在电解锰及玻璃的应用等已成为稀散金属的主要应用领域.稀散金属的产量快速增长达到历史高位而导致了市场的失衡.以GaInP_2/GaAs/Ge,CIGS和CdTe为代表的非硅系太阳能电池是稀散金属的新兴应用领域,将给稀散金属带来日益增长的需求.     

Current situation and future trend of China rare earth luminescent material industry

<正>Rare earth luminescent material is one of the most important application sectors of rare earths.China enjoys the exceptional advantage to develop rare earth luminescent material for its abundant rare earth resources.After several decades'endeavor,China's rare earth luminescent material industry,headed by rare earth phosphor for lamp and LED and high efficient rare earth energy-saving light source,has been gradually developed into a scale industry.China has become a major production base of rare earth phosphor for lamps and rare earth     

China rare earth market review

正June 1~10,2014Rare earth market remained weak.Quoted price of rare earth products was similar to that in May.There was no sign of recovery in downstream market.The market of NdFeB magnetic materials and phosphor was depressed.Catalyst,polishing powder and ceramic industries remained inactive.Demand from downstream industry was soft.Consumers purchased on their needs.Suppliers had strong intention to sell.Prices of rare earth products     

Annual Report analysis of Chinese rare earth-related listed companies in 2013

<正>Chinese rare earth-related listed companies have published their 2013 annual reports.It can be understood from their reports that production and operation activities of Chinese rare earth-related companies were still heavily affected by macro economy and industrial policies.They basically followed the steps of national economy.In 2013,world economy recovered slowly but the economy     

Market opportunities and challenges for rare earth polishing powder

正1.Status of rare earth polishing powder Rare earth polishing powder with high content of cerium oxide began to replace iron oxide for glass polishing and became one of the key materials in glass polishing process since 1940.Compared with traditional iron oxide,rare earth polishing powder has many advantages,such as fast polishing rate,high polishing quality and long service life.It can achieve good surface quality and improve operation conditions.For example,in lens polishing,the polishing work that cerium     

Baotou Research Institute of Rare Earths developed a new RE alloy preparation technology

正Pyrometallurgy Laboratory of Baotou Research Institute of Rare Earths had independently developed a new preparation technology of rare earth alloy for NdFeB.The alloy can remarkably enhance the coercivity of NdFeB magnet but also evidently reduce the production cost of the magnet.The new master alloy was prepared in the kA pilot-scale electrolytic cell by the independent technology.The rare earth master alloy can be used as the raw material for NdFeB.Compared