金属原子(Li/K)掺杂对NaMgH3体系放氢性能影响的理论研究

通过密度泛函理论研究了NaMgH_3和M(Li/K)替代部分Na体系的电子结构和放氢热力学性质。计算了掺杂体系沿着4条可能的反应路径的反应焓,表明掺杂体系以反应M_xNa_(1-x)MgH_3→xMH+(1–x)NaH+Mg+H_2放氢的可能性最大。Li替代部分Na后降低了体系的反应焓,改善了体系的放氢热力学性能;而K掺杂体系的反应焓变化不明显。通过对电子态密度和键布局的分析表明:Li的掺入降低了离子对价带的贡献,同时减弱了Li与H之间的相互作用,这有利于体系放氢。计算Li在不同掺杂浓度下的反应焓,表明随着Li掺杂量的增加,掺杂体系放氢热力学性能逐步改善,但Li的掺杂量不能超过50.00%。     

Sr-F共掺杂对AgSnO_2电性能影响的仿真分析

采用第一性原理下的密度泛函理论,通过Materials Studio中的CASTEP模块计算Sr-F共掺杂SnO_2能带结构、态密度、差分电荷密度及电荷布居数,以研究共掺杂对改善AgSnO_2导电性能的影响。结果表明,共掺杂后的材料仍为直接带隙半导体材料;Sr的3d态与F的2p态共同作用于费米能级附近的价带部分,同时F的2p态作用于导带;使得价带顶穿过费米能级,导带底向费米能级处靠近,即禁带宽度减小,载流子由价带激发到导带所需的能量减小,使SnO_2的导电性能得到提高。     

LaCl3和Ti对氢化铝钠（NaAlH4）和氢化铝锂（LiAlH4）储氢性能的影响

通过PCT(pressure-content-temperature)设备研究催化剂Ti和 LaCl3对NaAlH4和LiAlH4储氢性能的影响.NaAlH4和LiAlH4掺杂LaCl3比掺杂Ti的放氢性能有明显提高.在吸氢性能的研究中发现,在第1个吸氢循环中,掺杂3 mol% LaCl3的NaAlH4试样的放氢温度明显降低.此外,LaCl3的摩尔含量对NaAlH4的放氢性能的影响是非常明显的.研究结果显示,随着LaCl3含量的增加,NaAlH4的放氢量和放氢速率显示出相同的变化趋势,即先增加后减少.其中掺杂3 mol% LaCl3的NaAlH4试样的放氢量最大并且放氢动力学性能最好,其激活能为41.6 kJ/mol,这个值低于所报道的掺杂Ti的NaAlH4的激活能.     

Ti掺杂对NaAlH4储氢性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,分别计算纯净以及掺杂Ti的NaAlH4和Na3AlH6的晶格结构参数、能量变化和电子态密度(DOS),分析比较Ti掺杂对NaAlH4和Na3AlH6储氢性能的影响。结果表明:Ti掺杂后的晶格结构比原纯净的NaAlH4和Na3AlH6稳定,且脱氢所需能量减少。Ti替代Na后,Ti吸引周围的H原子,使Al-H键变弱;Ti替代Al,Ti-H键比原Al-H键明显减弱,使掺杂后脱氢所需能量降低。通过对比分析Ti掺杂对NaAlH4和Na3AlH6结构和态密度的影响,得出Ti的催化作用主要发生在脱氢反应的第一步。     

Cr掺杂LiFePO4导电性能的第一原理研究

基于第一原理方法,由广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论计算了Cr在Fe位掺杂的LiFePO4的电子结构,分析了不同掺杂量对品胞参数,体积和费米能的影响.掺杂Cr后,系统的态密度图中费米能级移入导带;费米能级附近的价带和导带的峰强度增强;能带结构图中最低空轨道与最高占有轨道之间的能隙变窄,从LiFePO4的0.75 e...     

掺杂NaAlH4放氢性能的研究

采用PCT(pressure-conten-temperature)、XRD等测试方法对掺杂Ag2SO4、SrCO3、TiO2和ZnO的NaAlH4放氢性能进行研究。结果显示,掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢量,而掺杂SrCO3的试样放氢量最小,并且对比所有掺杂试样在第1阶段的放氢速率发现,掺杂TiO2的NaAlH4试样具有最大的放氢速率,在整个放氢性能的测试过程中,试样表现出了明显的2个分解阶段,并且在第1阶段的分解速率明显大于第2阶段。此外,掺杂TiO2和ZnO试样的XRD结果表明,掺杂试样经过30min的球磨之后,试样的晶体结构没有发生明显变化,并且没有新的物相生成,这说明NaAlH4具有很好的稳定性。     

Ti掺杂对VH2电子结构影响的第一原理研究

采用密度泛函理论 (DFT)第一性原理的平面波超软赝势方法,对Ti掺杂VH2的超晶胞体系进行了几何结构优化。结果表明,随着Ti掺杂量的增加,V1-xTixH2晶胞参数逐渐增大,体系的总能量逐渐增大,体系的稳定性逐渐减弱,有利于改善放氢性能。对V1-xTixH2 (x = 0, 0.13, 0.30, 0.48, 0.65, 1)的电子态密度、净电荷、键级以及电子密度进行了计算和分析。计算结果表明： 随着Ti掺杂量的增加,V的净电荷逐渐增加,而H的净电荷逐渐减少,V-H的离子性相互作用增强,共价性相互作用减弱;在VH2中掺杂一定量的Ti以后,V-H之间的键级增大,V-H之间的相互作用增强,从而改善吸氢性能。当Ti含量大于0.48时,V-H之间的键级反而减小,V-H之间的相互作用减弱,合金的吸氢性能降低     

Dehydrogenation Properties of LiAlH4 Doped with Rare Earth Oxides

通过PCT设备和SEM分析方法研究了Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4放氢性能的影响。结果表明,在相同的条件下,掺杂Gd2O3和Nd2O3的LiAlH4显示了非常好的放氢性能。有关掺杂量(0.5,1,2,3,4,5,6)mol%的研究发现,Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4放氢量的影响是非常相似的。其影响趋势为:随着掺杂量的增加,LiAlH4放氢量逐步下降,并且试样的放氢起始时间被明显地缩短了。此外,有关掺杂试样的显微组织研究表明,掺杂Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4的显微组织的影响不明显。     

不同催化剂对氢化铝锂(LiAlH4)可逆性能的影响

通过PCT(Pressure-Content-Temperature)设备研究了不同催化剂Ti、Ni、Fe、Ce(SO4)2 和 LaCl3对LiAlH4可逆储氢性能的影响.结果表明掺杂明显降低了试样的放氢速率,此外除了LaCl3,其他的掺杂还降低了试样的放氢温度,试样的放氢量也明显地下降了.掺杂1 mol% Ni, 1 mol% Ti, 1 mol% Ce(SO4)2 和 1 mol%LaCl3的LiAlH4可逆吸氢的研究发现,在180 ℃和 8 Mpa氢压的条件下,掺杂1 mol% Ni的试样表现出了最好的吸氢性能,其吸氢量达到了0.97%(质量分数).     

掺杂稀土氧化物的LiAlH_4放氢性能（英文）

通过PCT设备和SEM分析方法研究了Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4放氢性能的影响。结果表明,在相同的条件下,掺杂Gd2O3和Nd2O3的LiAlH4显示了非常好的放氢性能。有关掺杂量(0.5,1,2,3,4,5,6)mol%的研究发现,Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4放氢量的影响是非常相似的。其影响趋势为:随着掺杂量的增加,LiAlH4放氢量逐步下降,并且试样的放氢起始时间被明显地缩短了。此外,有关掺杂试样的显微组织研究表明,掺杂Gd2O3和Nd2O3对LiAlH4的显微组织的影响不明显。     

快速凝固富钛Ti-V合金的微观组织和储氢性能

研究目的在于优化Ti0.8-0.9V0.2-0.1二元合金的相结构成分、微观组织和储氢性能。该合金主要用于从含有大量一氧化碳的高温气态混合物中吸收氢气。Ti0.8-0.9V0.2-0.1合金中的α-（HCP）和β-（BCC）相在纯氢气中基于氢化作用,形成单相FCC结构的氢化物,此过程与合金的化学成分无关。同步辐射X射线衍射的原位分析表明,在含有氢气和10%一氧化碳的混合气体中,只有β相转变成相应的氢化物。快速凝固（RS）处理细化了Ti0.8V0.2和Ti0.9V0.1合金的晶粒组织,而且,快速凝固处理增加了Ti0.9V0.1合金中的β相,其所占比例是普通熔铸条件下的两倍。扫描电子显微镜（SEM）分析表明,Ti0.9V0.1合金含有片状组织,层片的厚度约为300nm。热脱附谱（TDS）显示,微观组织的细化可以加快氢脱附的动力学过程。     

Enhancement of Ti-Cr-V BCC alloys on the dehydrogenation kinetics of Li-Mg-N-H hydrogen storage materials

The hydrogen storage properties of a Li-Mg-N-H material doped by a 4 mol.% Ti₃Cr₃V₄ body centre cubic (BCC) alloy hydride and prepared with a ball-milling method were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and Sievert’s technology test. The results show that the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy hydride/Li-Mg-N-H composite has good reversible hydrogen storage properties. The dehydrogenation kinetics of the Li-Mg-N-H system can be greatly improved by doping the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy hydride. The composite desorbed 4.1 wt.% hydrogen in the first 60 min at 473 K under 0.1 MPa pressure, but when without the BCC alloy addition, only 3.0 wt.% hydrogen was desorbed under the same dehydrogenation condition. It can be deduced that the Ti₃Cr₃V₄ BCC alloy uniformly distributed in the Li-Mg-N-H substrate could decrease the activating energy of hydrogen molecules to H atoms and increase H diffusion paths in the composite, enhancing the dehydrogenation kinetics of the Li-Mg-N-H system.     

Zr0.9Ti0.1V2合金循环吸放氢稳定性

研究了Zr0.9Ti0.1V2合金的循环吸放氢性能。合金在吸氢P-C-T曲线的特征区域内具有良好的循环吸氢稳定性,在P-C-T曲线的吸氢平台区（H/A为0.5左右）、吸氢形成氢化物初始阶段（H/A为1~1.2）、吸氢形成氢化物中间阶段（H/A为1.4左右）吸放氢循环测试中,每组循环内合金的吸氢量差别非常小,循环吸氢稳定性很好。经过70次吸氢循环后,合金的吸氢量可以恢复到1.957 (H/A),合金的粉碎程度很低,表明合金具有良好的循环吸氢能力     

Hydrogen absorption and desorption in a B2 single-phase Ti–22Al–27Nb alloy before and after deformation

The effects of deformation on the hydrogen absorption/desorption behavior of a B2 single-phase Ti–22Al–27Nb (at.%) alloy were investigated mainly by measuring the static pressure–composition (P–C) isotherms from room temperature to 100°C for specimens quenched from 1200°C and deformed to 5–∼90% in compression or by cold-rolling. β hydride is formed at a very low hydrogen pressure similarly to bcc hydrogen absorbing alloys. In as-quenched specimens, further absorption to γ hydride is sluggish and there is no obviously reverse γ→β hydride transformation. Both the β→γ and reverse γ→β hydride transformations are promoted by deformation. The best hydrogen absorption/desorption properties are attained in specimens deformed to 5–10%, the deformation structure of which consists of well-aligned and uniformly distributed <111> screw dislocations. The beneficial effects of deformation on the hydrogen absorption/desorption behavior of the alloy are interpreted in terms of similarities between atomic displacements around straight screw dislocations and those taking place during the β–γ hydride transformation.     

新型储氢合金电极Ti_3Ni_2的电化学性能

研究了新型储氢合金电极 Ti3Ni2 的电化学性能。实验结果表明 :Ti3Ni2 合金电极的最大放电容量达到384.4m Ah/ g(35 3K) ,相当于 Ti3Ni2 H3.7;在 2 78K,最大容量为 145 .5 m Ah/ g,相当于 Ti3Ni2 H1 .47。高温条件下(35 3K)放电曲线有 2个平台 ,在温度比较低时 ,放电曲线只有 1个平台 ;与 Ml(Ni Co Mn A1) 5 合金相比 ,Ti3Ni2 合金电极的动力学性能不好。此外 ,温度对 Ti3Ni2 合金电极的电化学性能影响明显。在温度比较高的条件下 ,合金的放电容量、动力学特性、荷电保持能力均有大幅改善。     

LiAlH4/LiNH2+Ti/TiF3复合物的储氢性能

为改善LiAlH4和LiNH2的储氢性能,将两者混合球磨制备LiAlH4/LiNH2复合体系,并添加TiF3和Ti作为复合体系催化剂。采用DSC、TG、XRD和储氢特性测定等手段研究催化剂TiF3和Ti对LiAlH4/LiNH2复合体系储氢性能的影响。结果表明：添加Ti和TiF3可显著改善Li-Al-N-H储氢体系的放氢动力学性能、提高放氢总量和降低体系的放氢温度。添加5%（摩尔分数,下同）TiF3催化剂后,LiAlH4/LiNH2复合体系球磨过程放氢量由1.27%（质量分数,下同）增加到1.69%,总放氢量由5.95%增加到6.85%。起始放氢温度由150 ℃降低到75 ℃。     

Hydriding/dehydriding properties of Mg-Ni-based ternary alloys synthesized by mechanical grinding

The Mg-Ni-based ternary alloys Mg2-xTixNi(x=0, 0.2, 0.4) and Mg2Ni1-xZrx(x=0, 0.2, 0.4) were successfully synthesized by mechanical grinding. The phases in the alloys and the hydriding/dehydriding properties of the alloys were investigated. Mg2Ni and Mg are the main hydrogen absorption phases in the alloys by XRD analysis. Hydriding kinetics curves of the alloys indicate that the hydrogen absorption rate increases after partial substitution of Ti for Mg and Zr for Ni. According to the measurement of pressure-concentration-isotherms and Van't Hoff equation, the relationship between ln p(H2) and 1 000/T was established. It is found that while increasing the content of correspondingly substituted elements at the same temperature, the equilibrium pressure of dehydriding increases, the enthalpy change and the stability of the alloy hydride decrease.     

热丝化学气相沉积法制备钛基 BDD 电极及苯酚降解性能研究

目的研究硼掺杂对改善金刚石膜的电阻率的影响,制备掺硼金刚石膜。方法采用热丝化学气相沉积系统,以CH4,H2,(CH3O)3B混合气体为反应气,在钛片衬底上沉积制备掺硼金刚石膜电极。对不同生长阶段沉积出的电极进行扫描电镜、EDX光电子能谱、激光Raman光谱、X射线衍射、电化学性能表征及废水降解应用研究。结果制备出的掺硼金刚石膜呈现出均匀的(111)晶面,Raman光谱图中金刚石特征峰与硼原子特征峰峰型显著,具有较低的背景电流和更宽的电位窗口(3.5 V),对苯酚废水COD降解效果显著。结论有机污染物的吸附量与电极表面的粗糙度正相关,实验室制备的BDD/Ti电极表面粗糙度小,不利于析氢和析氧等副反应的发生,能降低直接电化学氧化作用,从而得到更宽的电势窗口。