ZrW2-xMoxO8的合成、表征与热膨胀特性

立方结构的ZrW2-xMoxO8氧化物材料具有各向同性负热膨胀效应，但难以用固相化学反应法制备．采用水热法合成了Zr(W，Mo)2O7(OH)2(H2O)2，热重-差热分析(TG—DTA)表明，Zr(W，Mo)2O7(OH)2(H2O)2的DTA曲线上有明显的ZrW2-xMoxO8结晶转变点，且结晶点随Mo含量的增加而降低．严格控制加热工艺条件，将Zr(W，Mo)2O7(OH)2(H2O)2作为前驱体低温合成了ZrW2-xMoxO8系列氧化物材料，高温X射线衍射分析表明ZrW2-xMoxO8具有强烈的负热膨胀效应．     

Hydrothermal Preparation and Photocatalytic Water Splitting Properties of ZrW_2O_8

ZrW2O8 was prepared by adjusting Zr:W mole ratio and HCl concentration in hydrothermal reaction processes.The obtained sample was crystallized in α-ZrW2O8 phase (cubic,P213),with band gap energy of 4.0 eV.The properties of photocatalytic water splitting were examined under UV light irradiation.The average rate of H2 evolution over 0.3wt% Pt/ZrW2O8 in the presence of CH3 OH as electron donor (ED) was 23.4 μmol/h,while the average rate of O2 evolution over ZrW2O8 in the presence of AgNO3 as electron scavenger (ES) was 9.8 μmol/h.Moreover,H2 was evolved over 0.3wt% Pt/ZrW2O8 from pure water splitting at a rate of 5.2 μmol/h.The study indicated that the band structure of ZrW2O8 was suitable for reducing H + to H2 and oxidizing H2O to O2.The band structure and photocatalytic water splitting properties of ZrW2O8,different from either ZrO2 (5.0 eV) or WO3 (2.7 eV),were attributed to the hybridization of W5d and Zr4d in conduction band (CB) as well as the change in crystal structure.     

锰基锂正极半导体材料禁带特性研究

采用高温合成法对掺杂Ni和Fe固体物质锰基锂正极材料进行研究,制备出锰基锂正极半导体材料Li Ni0.5Mn1.5O4,Li Ni0.5Mn1.5Fe0.1O4和Li Ni0.5Mn1.5Fe0.2O4,利用X射线衍射仪分析该产物的晶体结构,运用紫外可见光纤光谱仪测试该材料的光谱特征,采用高精度电池测试仪测试半电池的充放电特性.测试结果表明:锰基锂正极半导体材料为立方尖晶石结构,其晶体结构是立方晶系,Fd3m空间群.Li Ni0.5Mn1.5O4,Li Ni0.5Mn1.5Fe0.1O4和Li Ni0.5Mn1.5Fe0.2O4的紫外可见光吸收系数分别处于0.830,0.839和0.857时,禁带宽度分别为0.989 e V,0.966 e V和0.922 e V.半电池电特性测试表明:充放电电压范围处于3.45 V~4.8 V区间,充放电出现了2个平台.     

锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.2)的掺杂改性研究

采用共沉淀法和成LiNi0.8Co0.2O2,探讨影响锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2电化学性能及结构的因素.为了提高材料的电化学性能,对材料进行了掺杂改性的研究,分别掺入Al、Mn、Mg和Fe四种元素.通过在2.8～4.2V范围内的充放电测试分析,掺入Mn的正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有最高的放电比容量以及最低的容量损失,其首次放电容量为168.84 mAh/g,十次循环后的放电容量为166.9 mAh/g.     

Sr_2Al_6O_(11):Eu~(2+),Dy~(3+)蓝色发光材料制备

用高温固相法合成Sr2Al6O11:Eu2+,Dy3+蓝色发光材料,研究了合成温度、保温时间、B2O3加入量对该材料物相组成和发光性能的影响。结果表明,只有在掺入一定量的B2O3(5%~15%)的条件下,通过控制温度(1000℃~1150℃)和保温时间(1h~2h)能够合成Sr2Al6O11:Eu2+,Dy3+蓝色发光材料。     

喷雾热解法制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)粉末的研究

Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)是中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的理想电解质材料。研究以Ce(Ac)3.5H2O和Sm(Ac)3为原料,采用喷雾热解法制备了SDC粉末。结果表明:Ce(Ac)3.5H2O和Sm(Ac)3分解后在350℃时反应生成了立方萤石相结构的SDC,其晶粒尺寸为10~13 nm。SDC粉末颗粒呈疏松空心球壳状,颗粒尺寸为0.5~3μm,球形颗粒的气孔率为66.5%。     

中温固体电解质Ce_(0.8)Gd_(0.2-x)Y_xO_(2-δ)(x=0,0.05,0.10)的制备与性能研究

用溶胶-凝胶法合成了固体电解质Ce0.8Gd0.2-xYxO2-δ(x=0,0.05,0.10).用X射线衍射谱、拉曼光谱分析了样品的微观结构,用交流复阻抗谱研究了样品的电学性能.结果表明:800℃焙烧的所有样品均为具有氧缺位的单相立方萤石结构,晶胞参数随钇(Y)掺杂量增加而减小.钇掺杂量x=0.05的样品Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ的电导率最高,导电活化能最小,(σ700℃=5.58×10-3S·cm-1,Eα=0.92 eV),高于未掺杂Y的Ce0.8Gd0.2O2-δ样品的电导率(σ700℃=5.38×10-3S·cm-1Eα=1.09 eV).说明适量双掺杂Y提高了Ce0.8Gd0.2-xYxO2-δ的电导率并且降低了其活化能.     

反向微乳液碳吸附法制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9-δ)纳米粉体及其催化还原性能的研究

采用微乳液碳吸附法制备了氧化钐掺杂氧化铈纳米粉体Ce0.8Sm0.2O1.9-δ.探讨了碳黑的加入量对粉体表面积的影响,得到 最佳的碳黑加入量.利用XRD,TEM和BET方法对氧化铈纳米粉体的物相、分散性、颗粒形貌和比表面积等性能进行了表征,结果表明,700 ℃焙烧的粉体呈现出良好的结晶状态, 为立方萤石结构,比表面积为83 m2/g,平均颗粒直径为10 nm,分散良好.对氧化铈 纳米粉体进行了程序升温还原(TPR)测试,以研究粉体的催化还原性能.结果表明,Ce 0.8Sm0.2O1.9-δ的催化转化温度为750 ℃,有效地降低了粉体的催化还原温度.     

热压烧结Al_2O_3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y_2O_3陶瓷材料的显微结构与力学性能

采用热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3复合陶瓷材料,并用扫描电子显微镜观察分析材料的微观结构。通过调整热压烧结工艺,研究烧结温度和保温时间对Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3材料的显微组织与力学性能的影响。研究发现:烧结温度能显著影响陶瓷材料的显微组织和力学性能,温度在低于1650℃范围内,材料的致密度随温度升高而提高,力学性能也随之提升;但烧结温度超过1650℃时,晶粒异常长大,材料性能降低。热压烧结的保温时间以15min为宜。在烧结温度为1650℃、保温时间15min下,热压烧结Al2O3/Ti(C,N)-Nb-Cr-Y2O3陶瓷复合材料的力学性能良好,抗弯强度、维氏硬度、断裂韧度分别为735MPa、20.45GPa、8.9MPa·m1/2。     

反应温度对LiNi_(0.4)Co_(0.2)Mn_(0.4)O_2组织结构及电化学性能的影响

在共沉淀法合成Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2的基础上制备了锂离子电池正极材料LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2.通过XRD,SEM和电化学测试对不同反应温度下LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2正极材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征.测试表明随着反应温度的提高,c/a和I(003)/I(104)值也在增加,表明温度的升高可以减少锂镍离子的混排,使层状结构更加完整,进而电化学性能也更优异.900℃下反应所得到的样品,以0.2C放电,其首次放电容量为148.3mAh/g,库伦效率最高可达9.8%.循环40个周期后容量保持率为93.9%,具有较好的电化学性能.     

Effect of ambient pressure and radiation reabsorption of atmosphere on the flame spreading over thermally thin combustibles in microgravity

The study of flame spreading over thermally thin combustibles in microgravity is essential for the improvement of the fire safety in spacecraft. Experiments show that the heat transfer ahead of the flame from the flame to the unburned fuel is responsible for the flame propagation and can be affected by ambient pressure; as a result, the flame spread rate changes as the ambient pressure changes. Fernandez-Pello et al.[1] correlated the flame spread rate and Damkohler number, and found that in n…     

High Purity Hydrogen Production by Metal Hydride System:A Parametric Study Based on the Lumped Parameter Model

The simulation of hydrogen purification in a mixture gas of hydrogen/carbon dioxide (H2/CO2) by metal hydride system was reported.The lumped parameter model was developed and validated.The validated model was implemented on the software Matlab/Simulink to simulate the present investigation.The simulation results demonstrate that the purification efficiency depends on the external pressure and the venting time.An increase in the external pressure and enough venting time makes it possible to effectively remove the impurities from the tank during the venting process and allows to desorb pure hydrogen.The impurities are partially removed from the tank for low external pressure and venting time during the venting process and the desorbed hydrogen is contaminated.Other parameters such as the overall heat transfer coefficient,solid material mass,supply pressure,and the ambient temperature influence the purification system in terms of the hydrogen recovery rate.An increase in the overall heat transfer coefficient,solid material mass,and supply pressure improves the hydrogen recovery rate while a decrease in the ambient temperature enhances the recovery rate.     

纳米硼磷酸盐NaZn(H2O)2[BP2O8]·H2O的低温离子热合成与表征

硼磷酸盐是一类包含硼氧基团(BO4、BO3)和磷氧基团(PO4)的新化合物,目前所报道的硼磷酸盐几乎都在高温高压条件下合成。近几年离子法用于硼磷酸盐的合成逐渐受到关注。基于离子液体的特点,尝试了常压低温下硼磷酸盐的合成,并成功地应用于以离子液体[Emim]Br为溶剂,常压、80～100℃条件下合成纳米硼磷酸盐Zn(H2O)2[BP2O8]·H2O。产物通过X–射线粉末衍射进行了物相表征,并用扫描电镜(SEM)观察其形貌。结果表明,Zn(H2O)2[BP2O8]·H2O可在80℃下,40min内快速形成,通过改变反应时间、温度和陈化时间,研究了其对硼磷酸盐纳米晶体形成及形貌的影响。     

Sm,Pr双掺CeO2基固体电解质的合成及性能研究

利用溶胶-凝胶法合成固体电解质Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9 (x=0.02～0.08),通过用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱（Raman）和交流阻抗谱对固溶体的微结构和电性能进行了表征。XRD分析结果表明：经800℃烧结2h后样品均为单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸为35-46nm之间。AFM图像表明,样品晶粒近似球形,分布较均匀,Pr离子掺入后,空洞明显减小,当掺杂量x=0.08时,晶界有小颗粒生成,晶粒尺寸为2～8μm之间。Raman结果表明：Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9是具有氧空位的立方萤石结构,镨离子的掺杂有利于氧空位的形成。交流阻抗测试表明,随着Pr离子的掺杂量的增加Ce_0.8Sm_0.2-xPr_xO_1.9的电导率逐渐提高,活化能降低。     

AFM制备纳米氧化点的研究

结合压力传感器氧化绝缘纳米结构的制作,研究了基于AFM的纳米阳极氧化加工过程中偏置电压与环境温度、湿度等对氧化点尺寸的影响。实验结果表明,氧化点的尺寸随偏置电压和环境湿度的增大而增大,但过高的偏置电压和环境温度将会造成氧化点表面产生台阶现象;环境温度22℃,偏置电压8V,环境湿度50％,氧化时间8s,对于n型Si（100）的氧化加工而言是相对合适的加工参数。     

多种固体蓄热装置放热特性的数值模拟研究

为缓解国家电网压力,根据国家民用建筑供暖标准,设计了3种不同结构的固体蓄热装置。用数值模拟的方法研究了不同结构对蓄热装置放热特性的影响。结果表明,在蓄热体总体积一定的情况下,2块长方体蓄热体所在的正方体框内的空气温度最高,其次是2块球形蓄热体所在的正方体,而1块球形蓄热体所在的正方体框内的空气温度最低。     

Single-negative properties of Ba_2Co_（1.8）Cu_（0.2）Fe_（12）O_（22） and Ba_3Co_2Fe_（23.4）Zn_（0.6）O_（41） hexagonal ferrites

The electromagnetic properties of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22 (Co2Y) and Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41 (Co2Z) were studied by measuring microwave scattering parameters.In the transmission spectra of Ba2Co1.8Cu0.2Fe12O22,a forbidden band emerges due to ferromagnetic resonance,and the permeability will turn to negative in the vicinity of the ferromagnetic resonance frequency.In the complex permittivity spectra of Ba3Co2Fe23.4Zn0.6O41,the negative permittivity can be obtained due to dielectric resonance.Therefore,Co2Y and Co2...     

CO2空气源热泵热水器的实验研究

为了研究跨临界CO2热泵系统外界因素对系统性能的影响规律,在自行搭建的实验台上通过改变冷却水体积流量、冷却水进口温度和环境温度研究系统性能变化,分析CO2质量流量、压比、制热量和制热系数(COPh)等系统参数的变化趋势,研究压缩机绝热效率和换热器热交换完善度对制热系数的影响.在测试工况范围内,实验结果表明:当冷却水体积流量增加或冷却水进口温度降低时,CO2质量流量、压比和压缩机功率减少,制热量和制热系数增加;当环境温度升高时,CO2质量流量和制热量增加,压比和压缩机功率基本不变,制热系数增加;压缩机绝热效率与气体冷却器的热交换完善度成为制约制热系数提高的2个重要因素.     

稀土固体超强酸催化合成乙酸苄酯的研究

采用稀土元素La^3 对固体超强酸SO4^2-／TiO2的改性，制备出稀土固体超强酸催化剂SO4^2-／TiO2／La^3 催化荆，应用于合成乙酸苄酯的反应中，其最佳反应条件为：醇酸摩尔比1．8(乙酸的用量为0．2mol)，催化剂用量为1．2g，反应时间为2．0h，乙酸苄酯的酯化率达98．8％。