Ba和Sm双原子填充Skutterudite化合物的制备及热电性能

以Ba和Sm作为填充原子，用熔融法结合放电等离子快速烧结（SPS）制备出了单相的Ba和Sm复合填充的Skutterudite化合物BamSmnFexCO4-xSb12,研究了两种原子复合填充总量及填充比例对其热电性能的影响规律。结果表明：随着Ba和Sm双原子复合填充总量的增加，P型BamSmnFexCo4-xSb12化合物的Seebeck系数增加、电导率和热导率降低。当复合填充总量相近时，Ba原子填充比例较大的Skutterudite化合物，其电性能稍好：而Sm原子填充比例较大的Skutterudite化合物，其热导率稍低。本研究中Ba0.218Sm0.204Fe1.51Co2.50Sb12化合物的最大热电性能指数ZTmax。值在800K时为0．75。     

Sm填充方钴矿化合物的合成及热电性能

采用高温熔融法结合固相反应法合成了一系列单相的SmyFexCo4-x-Sb12化合物，并探索了Sm填充分数对其热电性能的影响规律。结果表明，随着Sm填充分数的增加，载流子浓度及电导率降低；塞贝克系数随温度的升高和Sm填充分数的增加而增大；晶格热导率随Sm填充分数的增加先减小然后再增加，在某一填充分数时达到最小值。Sm0．19Fe1.47Co2．53Sb12化合物显示最大热电性能指数，在750K时其最大无量纲热电性能指数ZTmax值达0．55。     

粉煤灰水热合成A沸石及其生长机理研究

通过对粉煤灰水热制备A型沸石实验和晶体生长过程的研究,发现了A型沸石新的生长过程,并由此提出了新的水热法合成A型沸石的生长机理.实验证明,粉煤灰煅烧特别是加碱煅烧能提高其反应活性,并揭示了水热体系中A型沸石的生长经历了粉煤灰颗粒的溶解→Al( OH)3沉淀→Al(OH)3沉淀溶解→硅铝酸盐凝胶→集聚→初晶(晶核)→完整晶体等阶段. 硅铝酸盐凝胶的集聚是形成晶核的基础,晶核及小颗粒的集聚则是A型沸石晶粒长大的主要方式.     

Ca和Sm双原子共填充方钻矿化合物的制备及热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结技术（SPS）制备了单相的Ca和Sm共填充的方钴矿化合物CamSmnFexCo4-xSb12,研究了两种原子共填充总量及填充分量对其热电性能的影响规律．结果表明：随着Ca和Sm双原子共填充总量的增加,P型CamSmnFexCo4-xSb12化合物的Seebeck系数增大、电导率和热导率降低．当共填充总量相近时,Ca原子填充分量较大的方钴矿化合物,其电性能较好;而Sm原子填充分量较大的方钴矿化合物,其热导率较低、Seebeck系数较高．Ca0.15Sm0.24Fe1.51Co2.48Sb12化合物的最大热电性能指数ZTmax值在775K时为0．85．     

p型YyFexCo4-xSb12化合物的热电性能

以3^ 价的Y作为填充原子,在y=0～0．4的组成范围内,合成了填充式方钴矿化舍物YyFexCo4-xSb12,系统研究了Y填充分数对p型YyFexCO4-xSb12化合物电性能和热性能的影响。所有样品均显示为P型传导,随着Y填充分数的增加,方钴矿化合物的电导率下降;塞贝克系数随着温度的升高和Y填充分数的增加而增大,同时峰值朝低温方向移动。晶格热导率随Y填充分数的增加先减小后增加,在一定填充分数y时达到最小值。填充在Sb的20面体空洞中的Ba、Ce、Y原子能显著降低其晶格热导率,且晶格热导率降低幅度按Ba、Ce、Y离子半径减小的顺序增大。无量纲热电性能指数ZT随温度的升高而增大,组成为Y0.8Fe0.7Co3.3Sb12的填充式方钴矿化合物在750K时其最大无量纲热电性能指数ZT达0．7。     

Mg-Si-Sn基热电器件电极材料的优化选择与连接工艺

研究了采用不同放电等离子烧结(SPS)工艺获得的单质金属(Ni、Cu、Ag、Al)电极与Mg-Si-Sn基热电材料结合界面的微观形貌和成分分布特征, 测试了合金(Ni-Al、Cu-Al)、金属/合金复合电极材料的热膨胀系数、电导率和热导率等物性参数。实验结果表明: 通过SPS烧结可以有效实现电极材料与Mg-Si-Sn基材料的连接, 复合电极材料Ni-Al/Al(60:40)和Cu-Al/Cu(45:55)具有高的电导率和热导率, 并且热膨胀系数与Mg-Si-Sn基热电材料相匹配, 有可能成为Mg-Si-Sn基材料的较理想电极材料。     

壳聚糖改性膨润土及其对水中Pb2+的吸附性能

用壳聚糖改性膨润土,制备了一系列不同原料配比的改性膨润土,运用扫描电镜、红外光谱和X-衍射对其结构进行表征,表征结果表明,壳聚糖吸附在膨润土的表面,形成了复合吸附剂.考察了壳聚糖改性膨润土对水中Pb2+吸附性能,通过单因素影响吸附实验,确定了壳聚糖改性膨润土吸附水中Pb2+的适宜反应条件.实验结果表明:当Pb2+初始浓度为20mg/L时,膨润土和壳聚糖质量比为1︰0.01,反应时间为45min,pH值为5.5,吸附剂用量为1g/L,Pb2+去除率达到90%以上.与膨润土相比,吸附性能得到了很大的提高.运用Langmuir和Freundlich方程对该吸附过程进行拟合,吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附等温式.经多次再生,吸附容量基本不变.通过计算不同温度下各热力学参数△G,△H,△S的值,表明该吸附过程是一个自发的吸热过程.     

铟填充Skutterudite化合物的晶体结构和热电性能

用熔融法结合放电等离子快速烧结技术（SPS）制备出单相的铟填充p型Skutterudite化合物InyFexC04-xSb12。Rietveld精确化结果表明：所制备的InyFexCohSb12化合物具有Skutterudite结构；与CoSb3相比，InyFexCo4-xSb12化合物的Sb—Sb键长增加，说明In原子填充进入了Skutterudite结构中的Sb二十面体空洞；In的原子位移参数比框架原子Sb、Fe／Co的大，说明In在空洞中具有扰动效应。热电性能测试结果表明：随着In原子填充量的增加，InyFexCO4-xSb12化合物的电导率减小、Seebeck系数增加、热导率降低，InyFexCo4-xSb12化合物在725K时具有最大的热电性能指数ZTmax值（0．71）。     

Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合溶胶的制备工艺

以Al(NO3)3.9H2O、Si(OC2H5)4、ZrOCl2.8H2O和Ti(OC4H9)4为原料,用sol-gel法通过分步水解得到透明稳定性能好的复合溶胶,并采用XRD和SEM等测试技术对复合溶胶的相组成及其微观形貌进行了表征。实验发现:ZrOCl2.8H2O的预水解溶液的pH<1,用它作为胶溶剂可合成性能好的复合溶胶;若不加硅烷偶联剂,当Al、Si物质的量比n(Al)∶n(Si)<2∶1时,得不到性能稳定的复合溶胶;改变Ti组分的加入量,复合薄膜的主晶相将发生改变。     

Crystal Structures and Thermoelectric Properties of Sm-Filled Skutterudite Compounds Smy Fex Co4 - x Sb12

Polycrystalline samples of Sm partially filled skutterudites SmyFexCo4-xSb12 were prepared by melting and Spark Plasma Sintering technique. The results of Rietveld refinement showed that the obtained SmyFexCo4-xSb12 samples possessed filled skutterudite structures. The thermal parameter （B） of Sm is larger than that of Sb, Fe, and Co, indicating that Sm ＂rattled＂ in Sb-icosahedron voids. The effects of filling atom Sm on thermoelectric properties of these compounds were investigated. With the increase of Sm filling fraction （y）, electrical conductivity decreased, Seebeck coefficient increased and had a maximum value when y was 0.38; thermal conductivity reduced and had a minimum value when y was 0. 32. At 750 K, the highest figure of merit of 0.68 was obtained for Sm0.32Fe1.47Co2.53Sb12.