α-Fe2O3纳米棒的水热合成与阻变开关特性研究

采用水热法合成了沿[110]方向具有优先生长取向的α-Fe₂O₃纳米棒,设计了具有非易失性阻变开关性能的W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器。对W/α-Fe₂O₃/FTO器件的阻变开关特性进行分析发现,W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器的电阻比(R_HRS/R_LRS)在一个数量级以上,可保持100 s以上而无明显下降。此外,器件的载流子运输特性分别由LRS下的欧姆传导机制和HRS下的陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制决定。由氧空位的迁移引起的纳米导电细丝的部分形成与断裂可以解释W/α-Fe₂O₃/FTO阻变存储器的非易失性阻变开关行为。因此,基于α-Fe₂O₃纳米棒的阻变存储器件可能是下一代非易失性存储应用的潜在候选器件。     

α-Fe2O3(001)及其掺杂表面吸附As2O3机制的密度泛函理论

为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论（DFT）方法研究As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe₂O₃（001）表面As₂O₃吸附行为的影响。建立As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面吸附模型和Mo、Mn、Ni掺杂的吸附模型,计算As₂O₃在催化剂表面的吸附能,分析成键态密度以及掺杂前后的As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的电荷布局。结果表明：这4种体系均发生电子转移,Mo掺杂活化了As₂O₃分子,使得As₂O₃倾向于吸附在Mo活性位点上,保护了Fe活性位点,...     

Fe3O4/SnS2的制备及其催化性能研究

为提高Fe₃O₄的类芬顿效果,基于光助类芬顿催化氧化技术,在共沉淀法制备Fe₃O₄的基础上采用醇热法制备能高效降解亚甲基蓝的Fe₃O₄/SnS₂催化剂。建立了以Fe₃O₄/SnS₂为催化剂的光助类芬顿催化氧化体系,分析不同制备及降解条下Fe₃O₄/SnS₂的类芬顿活性,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对Fe₃O₄/SnS₂材料进行表征。结果表明：当Fe₃O₄和SnS₂物质的量比为1∶1时,Fe₃O₄/SnS₂的催化效果最好;亚甲基蓝溶液pH为3.0、Fe₃O_...     

In2O3/TiO2室温氢气传感器及其优异的氢敏性能

为改善纳米TiO₂传感器在室温下对H₂虽有快速响应但恢复过慢的问题,引入商业纳米In₂O₃对其进行改性。分别采用压片法和阳极氧化-沉积法制备了In₂O₃/TiO₂纳米复合压片薄膜和In₂O₃/TiO₂纳米管阵列,并将其应用于氢气传感器,研究了其室温氢敏性能。采用扫描电镜、X射线衍射、比表面积测试等方法对样品进行了表征,并研究了不同电极(Ag、Pt、Pd)、不同热处理温度及不同质量分数的In₂O₃对复合传感器室温氢敏性能的影响。结果表明,与纯TiO₂传感器相比,复合传感器扩大了氢气的检测范围,室温下可检测到体积分数1×10^-6～1×10^-3的氢气,且恢复时间大大缩短。其中,以Pt为电极,经600℃退火的质量分数为20%的In₂O_3<...     

La2(Ce0.3Zr0.7)2O7-NiCr2O4材料高温红外发射率研究

固相法合成了La₂(Ce_0.3Zr_0.7)₂O₇-nNiCr₂O₄(n=0%,5%,10%,15%)陶瓷材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜以及傅里叶变换红外光谱仪对其物相结构、显微形貌、高温红外发射率以及红外吸收光谱进行表征.结果表明：合成的La₂(Ce_0.3Zr_0.7)₂O₇-nNiCr₂O₄陶瓷材料均为以烧绿石晶体为主相的立方结构,显微结构致密,晶粒尺寸均匀且随NiCr₂O₄含量的增加而增大.随NiCr₂O₄(n=0%,5%,10%,15%)质量分数的增加,陶瓷材料1 100℃红外发射率(3～5μm)不断升高,n=15%时,高温红外发射率最高可达0.76.红外吸收光谱分析结果显示,NiCr     

La2Mg(Ni1-xAlx)9(x=0.1,0.2)合金的相组成及储氢性能研究

研究了Al替代对AB₃型La₂Mg(Ni_1-xAl_x)₉(x=0.1,0.2)合金相组成、储氢性能和失效行为的影响.表明Al在常温下促进La(Ni, Al)₅相含量的提高和LaMg₂Ni相的形成,并导致合金放氢困难和电化学放电容量的降低.由于La₂MgNi₂和LaMg₂Ni相含量的增加,合金耐KOH的腐蚀性降低.腐蚀产物主要为La(OH)₃,La₂O₃和Mg(OH)₂.通过Al替代改善合金电化学放电和循环稳定性的关键在于优化其中的相组成类型.     

TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

基于磁控溅射系统的大尺寸Ga2O3薄膜沉积模型与性能研究

薄膜型Ga₂O₃光电探测器具有成本低廉、性能优异、可重复性高等优点,实现Ga₂O₃薄膜大尺寸均匀生长对批量制备薄膜型Ga₂O₃光电探测器具有重要意义。为了实现大尺寸Ga₂O₃薄膜的高效生长,采用Matlab软件对磁控溅射系统中倾斜圆形平面靶与旋转水平工作台上Ga₂O₃薄膜沉积模型进行了仿真,分析了靶基距和溅射靶转动角度对薄膜性能的影响,并进行了实验验证。结果表明：靶基距的增加会提高沉积薄膜的均匀性,在一定的靶基距下溅射靶转动角度的增加会使薄膜均匀性先提高后降低,Ga₂O₃薄膜均匀性实验分析结果与仿真结果基本一致;在靶基距为100 mm、溅射靶转动角度为35°的条件下,在蓝宝石衬底上沉积得到了平均厚度偏差为1.27%的Ga₂O₃薄膜;以沉积的薄膜批量制备Ga₂O<...     

利用废弃硒鼓墨粉制备γ-Fe2O3气敏材料

利用废旧硒鼓经过废旧硒鼓破碎磁选装置处理得到的黑色有机墨粉作为原料,采用环境友好的低沸点有机溶剂处理除去表面有机物,通过500℃煅烧处理即可得到棕褐色的磁性氧化铁材料.经XRD测定发现,该方法处理得到的氧化铁为γ-Fe₂O₃;扫描电镜SEM显示,其形貌为均匀的圆颗粒状,平均粒径在200 nm左右.气敏性能测试结果表明,与商业Fe₂O₃相比,这种γ-Fe₂O₃材料对VOCs（乙醇、丙酮等）气体有较好的气敏响应和选择性,有望在挥发性有机化合物气体检测方面取得应用.     

等离子体辅助制备的Co3O4光催化甲苯净化性能研究

等离子体改性是提高催化材料性能的有效途径。利用水热法合成了Co₂(OH)₂CO₃前驱体，通过氧气低温等离子体技术，制备了表面改性的Co₃O₄催化剂(Co₃O₄-P)，并对其进行了XRD、O₂-TPD、H₂-TPR、SEM、TEM、XPS、FTIR、Raman和UV-Vis等表征。结果表明，等离子体处理可以降低Co₃O₄中Co元素的平均价态，在其表面形成更多的缺陷点位，降低Co₃O₄的Co-O键能，增强其低温还原性能；在全太阳光谱的光强为776 mW/cm²、反应空速为30 000 mL/(g·h)、甲苯质量分数为500μg/g的测试条件下，Co₃O₄-P的甲苯降解率为100.0%,其值约为通过焙烧法制备的Co₃O     

α-Fe2O3的掺杂改性和降解性能

利用水热法制备α-Fe₂O₃,再以α-Fe₂O₃为活性组分,利用浸渍法制备Ag/α-Fe₂O₃、Al/α-Fe₂O₃、Zn/α-Fe₂O₃、Cu/α-Fe₂O₃催化剂,比较4种催化剂的催化活性,通过XRD、SEM、FT-IR等表征手段对Al/α-Fe₂O₃催化剂的结构和形貌进行分析,与纯的α-Fe₂O₃催化剂相比,负载铝的α-Fe₂O₃催化剂的催化活性更好,稳定性也更高。考察了Al掺杂量、煅烧温度、煅烧时间等制备条件对催化剂催化活性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明:当Al掺杂量为40%,煅烧温度为700℃,煅烧时间为2 h,催化剂的催化活性最高,且Al/α-Fe₂O₃降解酸性大红符合伪一级动力学方程,催化剂在连续使用7次后,仍然保持较高的催化效果。     

固态电解质LiZr2(PO4)3的掺杂及其在电极中的应用

NASICON型固态电解质磷酸锆锂(LZP)具有优异的结构稳定性和性能可靠性，但其在室温下的锂离子电导率较低，限制锂离子的传输。针对上述问题，采用溶胶凝胶法对磷酸锆锂电解质材料进行阳离子掺杂，提高材料的电导率，进而提升锂离子在材料中的输运能力。同时，将掺杂的磷酸锆锂电解质对电极进行修饰，提升电极本身的锂离子输运性能。探究了离子掺杂电解质对电极的锂离子扩散动力学性能的影响机理。实验结果表明，LiTi_0.25Zr_1.75(PO₄)₃对电极的锂离子扩散动力学性能提高最为显著，锂离子扩散系数达到3.25×10^-14cm²·S^-1,是未修饰电极的2.95倍，同时在5C倍率下，LiTi_0.25Zr_1.75(PO₄)₃修饰的电极比未修饰电极比容量提高了25.48 mAh·g^-1。     

可见光催化剂Pb(OH)Cl的固相合成及其光催化性能研究

以Pb(NO₃)₂、NaOH和NH₄Cl粉末为原料,采用简单的机械研磨法制备了Pb(OH)Cl样品。针对3种有机染料(亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)和罗丹明B(Rhodamine B, RhB)),研究了在可见光照射下添加和不添加H₂O₂时Pb(OH)Cl样品的光催化降解性能。结果表明：经时间为1 h的机械研磨,Pb(NO₃)₂、NaOH和NH₄Cl 3种粉末能发生固相反应,生成平均粒径约为0.8μm的Pb(OH)Cl粉体;Pb(OH)Cl样品对有机染料表现出的降解能力较弱;在H₂O₂辅助下,Pb(OH)Cl样品能在60～75 min的时间内完全降解MB、 MO和RhB等污染物,H₂O₂明显改善了Pb(OH)Cl的光催化性能。     

玻纤负载TiO2/g-C3N4光催化膜的制备及降解染料性能

为解决光催化剂效率不高、粉末难回收且易造成二次污染等问题,采用浸渍法制备了玻璃纤维负载TiO₂/gC₃N₄光催化膜(命名为TCNGF)。TiO₂和g-C₃N₄纳米颗粒通过静电自组装在玻璃纤维表面形成了均匀无裂痕的薄膜,重量法测得催化剂负载量(质量分数)为4%。降解实验结果表明：以TCNGF为催化剂,在模拟太阳光下,10 mg/L的罗丹明B(RhB)溶液在40 min的降解率达到98%,4次循环降解实验的脱色降解率均高于99%,且溶液中无絮状沉淀产生,表明催化剂优异的催化活性、附着牢度和循环稳定性。催化结果表明：适量提高TiO₂和g-C₃N₄的质量比,催化膜内异质结量增多,促使光生活性自由基增多,染料降解速率增快;初始染料浓度对TCNGF光催化降解性能无明显影响。自由基捕获实验证明：超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH)在光催化反应过程中为主要...     

CuCr2O4催化剂形貌特征与其SCR脱硝性能的关系

分别制备形貌为多面体状、颗粒状、球状的尖晶石型CuCr₂O₄催化剂,测试对比不同形貌CuCr₂O₄催化剂的SCR脱硝性能. 结果表明,多面体状CuCr₂O₄的催化活性最好,且在157 ℃时脱硝效率达到50%,在225~320 ℃脱硝效率超过99%,具有良好的抗硫、抗水性能. 脱硝活性由大到小依次为多面体状CuCr₂O₄、颗粒状CuCr₂O₄、球状CuCr₂O₄. 采用表征技术分析微观形貌对CuCr₂O₄脱硝性能的影响. N₂吸附-脱附结果显示,多面体状CuCr₂O₄具有最大的比表面积(25.5 m²/g)和最大的孔容积(0.154 cm³/g);X射线光电子能谱(XPS)结果显示,多面体状CuCr₂O₄相较于其他形貌拥有更高比例的表面活性氧(49.5%)和Cu⁺(16.2%);NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)结果显示,多面体状CuCr₂O₄拥有最高表面酸浓度(0.12 mmol/g)及酸强度;H₂-程序升温还原(H₂-TPR)结果显示,多面体状CuCr₂O₄表面活性物种最易还原且数量最多(3.69 mmol/g),使得SCR反应在低温段更易进行. 多面体状CuCr₂O₄的高表面酸性与氧化还原性,使其具有良好的脱硝性能.     

Al2O3抗热震陶瓷的研究进展

为了增进对Al₂O₃抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al₂O₃抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al₂O₃抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al₂O₃陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al₂O₃陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al₂O₃抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al₂O₃陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al₂O₃陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al₂O₃复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.     

粒度和温度对纳米Ca(OH)2溶解行为的影响

以微米级到纳米级的Ca(OH)₂粉末作为原料,采用pH玻璃电极的测试方法分析粉末粒度和溶解温度对Ca(OH)₂溶解过程的影响。研究表明：溶解过程在表面反应控制条件下,拟合得到的表观溶解速率常数随着粒度的减小而增大,当溶解温度由25℃增加到55℃、平均粒度由3.81μm降低到56.47 nm时,Ca(OH)₂的表观溶解速率常数从6.17×10^-4mol/(L·s)增加到了2.01×10^-3mol/(L·s),Ca(OH)₂的表观溶解反应级数为1.78;当温度分别为25℃、35℃、45℃、55℃时,粒度与表观溶解速率常数呈函数关系。利用Arrhenius方程回归获得平均粒度为3.81μm、0.82μm、78.90 nm、56.47 nm的Ca(OH)₂粉末在25～55℃条件下的表观溶解活化能分别为31.99 kJ/mol、31.73 kJ/mol、27.55 kJ/mol、17.80 kJ/mol。纳米Ca(OH)₂...     

Al2O3原位修饰Al集流体促进钠均匀沉积/剥离

钠金属电池因其高理论比容量和低成本被认为是最具发展前景的大规模储能电池之一。然而,钠金属的高反应活性,易导致固体电解质界面膜不稳定、钠不均匀沉积、枝晶生长等问题。为此,本文采用简单的一步煅烧法制备了一种Al₂O₃原位修饰的Al箔集流体(Al@Al₂O₃),促进钠均匀沉积/剥离。在充放电过程中,A1₂O₃被钠化形成一层高离子电导率的Na-Al-O膜,其不仅能稳定电极/电解液界面,还能调节集流体表面的成核行为,降低成核能垒、提高离子传质动力学,实现无枝晶均匀沉积和长循环寿命。结果表明,在3 mA·cm^-2电流密度和3 mAh·cm^-2面容量下,Al@Al₂O₃能以99.6%的平均库伦效率使钠稳定沉积/剥离50次;在1 mA·cm^-2电流密度和1 mAh·cm^-2面容量条件下,Na-Al@Al₂O_3<...     

In2O3/ZnIn2S4复合光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

采用二次水热法构建了In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结光催化剂,通过XRD、SEM、DRS、电化学等表征研究此异质结光催化剂的晶体结构、形貌、光学性质及光生载流子的分离效率。在模拟可见光下,以甲基橙作为目标污染物,通过考察光催化降解甲基橙的效率来评价其性能。研究表明,In₂O₃/ZnIn₂S₄复合光催化剂的光催化性能明显优于In₂O₃、ZnIn₂S₄,In₂O₃与ZnIn₂S₄摩尔比为0.3∶1的复合光催化剂在90 min内降解效率可以达到96.33%,3次循环后降解效果仍能达到78.26%,具有较好的稳定性。     

适用于锂离子电池的新型复合快离子导体Li2.64(Sc0.9Ti0.1)2(PO4)3聚合物PVDF-HFP基凝胶电解质(英文)

随着锂离子电池对能量密度要求的不断提高,更宽的电化学窗口和更高的安全性能将是下一代电解质发展的重要方向。凝胶电解质作为电解质固态化发展研究的过渡阶段,在解决安全性问题、拓宽电化学窗口等方面有着良好的应用前景。然而,较低的离子电导率和较差的力学性能阻碍了凝胶电解质的进一步应用。为此,将一种快离子导体Li_2.64(Sc_0.9Ti_0.1)₂(PO₄)₃(LSTP)添加到聚偏氟乙烯-六氟丙烯基(PVDF-HFP)凝胶电解质中,以提高其力学性能和离子导电性。结果表明,LSTP能够削弱聚合物链间的相互作用力,加强链的热振动,显著提高离子导电性,降低循环过程中的界面电阻。所制备的混合凝胶电解质锂金属电池具有优异的倍率容量(在28°C时1C下为145 mA·h/g,3C下为95 mA·h/g),展现出了可与商品化液体电解质体系相媲美的潜力。