寡层Ti3C2Tx改性锂硫电池隔膜的研究

利用氟化锂和盐酸对前驱体Ti₃AlC₂进行刻蚀,成功得到寡层Ti₃C₂T_x纳米片,通过真空抽滤将其负载至商用锂硫电池PE隔膜上,得到修饰层厚度约为710 nm的层状选择性透过Ti₃C₂T_x材料修饰PE隔膜。通过层间距筛分多硫化物和锂离子,该复合隔膜能够有效阻挡多硫化物的穿过,但不影响锂离子的传输。实验结果表明,选择性透过隔膜的锂硫电池具有优异的循环性能,在1 C倍率下,其初始比容量为750.3 mA·h/g,循环200圈后比容量仍然有481.3 mA·h/g,容量保持率高达64.15%。     

TiO2加入量对光固化打印成型Al2O3陶瓷性能的影响

以光敏丙烯酸树脂与分散剂SP-710为液相，以d₅₀=2.38μm的Al₂O₃粉和添加剂TiO₂粉为固相，制备了固含量为78%（w）的Al₂O₃陶瓷浆料。采用数字光固化成型技术（DLP）打印Al₂O₃陶瓷素坯，经1 450、1 500、1 550、1 600℃保温4 h烧后，分析TiO₂加入量（质量分数分别为0、1%、2%、3%、5%）对Al₂O₃陶瓷试样性能的影响。结果表明：TiO₂的加入可促进Al₂O₃陶瓷的烧结，显著提高致密性，降低烧结温度，并确定TiO₂最优掺量为3%（w）,烧结温度最优为1 600℃,此时试样在x轴、y轴、z轴的收缩率分别为15.7%、15.8%与23.8%,显气孔率为2.41%,体积密度为3.74 g·cm^-3,...     

利用核桃壳的形态结构优化Al2O3多孔材料的孔结构和性能

首先将质量分数为5%的ZrO₂溶胶、7%的Al₂O₃溶胶、3%的SiO₂溶胶作为浸渍试剂对核桃壳粉（WSP）浸渍处理。然后以α-Al₂O₃微粉为主原料,以处理后的WSP为造孔剂,制备了Al₂O₃多孔材料。研究了溶胶浸渍处理后WSP对多孔材料孔结构、热导率和力学性能的影响。结果表明,在Al₂O₃多孔材料的孔中可以清楚地观察到WSP的形变,这是优化陶瓷孔结构的重要因素。通过使用质量分数为3%的SiO₂溶胶浸渍处理的WSP,可以获得低热导率(200℃,0.297 W·m^-1·K^-1)和高耐压强度（43.5 MPa）的Al₂O₃多孔材料,并在孔中发现了莫来石的交叉网络结构。     

Y3Al5O12–Al4SiC4复合耐火材料的设计与制备

以Al₄SiC₄为原料、Y₂O₃为添加剂，采用无压烧结制备Y₃Al₅O₁₂–Al₄Si C₄复合耐火材料，研究Y₂O₃添加量[0～5%(质量分数)]对复合材料物相组成、微观形貌与力学性能的影响，并通过DFT模拟计算Y³⁺对Al₄Si C₄不同晶面表面能的影响。结果表明：高温下Y₂O₃与Al₄SiC₄表面固有氧化层形成共晶液相，在复合材料晶界处生成Y₃Al₅O₁₂和少量Y₂SiO₅。Y₂O₃的添加促使Al₄Si C_4...     

离子液体作为电解液添加剂用于高压锂离子电池

合成了功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双（三氟甲磺酰）亚胺盐（BMIMTFSI）作为高压锂离子电池电解液添加剂,用于抑制有机溶剂的氧化,以提高碳酸酯类电解液的耐高压性。分别采用充放电测试、电化学交流阻抗（EIS）、循环伏安法（CV）和扫描电子显微镜（SEM）等研究了LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池的电化学行为和LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料表面形貌。结果表明,当在电解液中添加20% （体积分数）BMIMTFSI时,LiNi_0.5Mn_1.5O₄/Li电池在室温、0.2C下的最高放电比容量是126.81 mA·h·g^-1,5C下的放电比容量为109.36 mA·h·g^-1,比在1 mol·L^-1 LiPF₆-EC/DMC电解液中的放电比容量提高了91.7%;且该电池在0.2C下循环50圈后的放电比容量保持率在95%左右,比用碳酸酯类电解液提高了近10%。SEM结果表明,在碳酸酯类电解液中加入BMIMTFSI后,LiNi_0.5Mn_1.5O₄电极表面附着了一层均匀且致密的固态电解质界面（SEI）膜。     

NaOH浓度对纳米Fe3O4/纤维素复合膜结构和性能的影响

以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）天然纤维素膜为基材,NaOH为沉淀剂,利用原位共沉淀法制备出纳米Fe₃O₄/纤维素复合膜,通过X射线衍射光谱（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TGA）仪和振动样品磁强计（VSM）研究了NaOH浓度对复合膜结构及性能的影响。结果表明：球形纳米Fe₃O₄能均匀分散并固定在纤维素膜基体上,且随NaOH浓度的增加,Fe₃O₄晶粒尺寸逐渐增大。复合薄膜红外谱图显示纳米Fe₃O₄与纤维膜之间形成较强的界面结合力。随NaOH浓度的从1.0 mol/L增加到3.0 mol/L,复合膜的热稳定性逐渐增强,其热失重残留量由19.3%提高到23.8%。VSM研究表明Fe₃O₄/纤维素复合膜具有良好的超顺磁性,NaOH浓度的增加能够提高复合膜的磁性能。     

纳米Al2O3改性树脂基复合材料及体育应用性能

针对传统树脂基复合材料力学性能差,抗冲击性低等问题,以纳米Al₂O₃、CFF和PA6为原料,采用传统叠层模压的方式,制备一种体育器材用的层压板,并对制备层压板的力学性能和最佳工艺进行了探讨。结果表明,在模压温度230℃,热压压力3MPa,保压时间15min的条件下,制备的层压板力学性能最佳,其弯曲强度、层间剪切强度和缺口冲击强度分别达到250.3MPa、87.1MPa和56.1MPa;在加入6%（wt）的纳米Al₂O₃后,层压板弯曲强度和垂直于纤维铺层方向的冲击强度分别在最佳力学性能基础上达到387.6MPa和80.3MPa。     

纳米粒子对CO2水合物导热性能的影响

试验研究了不同种类（Al₂O₃、Cu、SiO₂）、不同质量分数（0.05%、0.1%、0.15%）及不同粒径（10、30、50 nm）的纳米粒子对CO₂水合物热导率的影响。结果表明温度为-5~5℃时,纯CO₂水合物热导率为0.553~0.5861 W·m^-1·K^-1,具有玻璃体的变化特性。分散剂SDBS的加入,可改善CO₂水合物-纳米粒子体系的导热性能。在相同的质量分数和粒径下,纳米Cu粒子对CO₂水合物热导率的增强作用最好,但综合考虑水合物生成特性和溶液悬浮稳定性,选用纳米Al₂O₃粒子较合适。Al₂O₃粒子粒径越小,水合物热导率越大,15 nm比50 nm纳米粒子体系中CO₂水合物热导率的增长率平均提高了12.7%。此外,CO₂水合物热导率随Al₂O₃粒子质量分数的增大而增大,质量分数由0.05%增加到0.15%时,水合物热导率的增长率由4.2%提高到8.2%。     

不同复合烧结助剂对气压烧结Si3N4陶瓷性能的影响

以Y₂O₃/Al₂O₃、Al₂O₃/MgO和Y₂O₃/Al₂O₃/MgO等为复合烧结助剂,研究烧结助剂类别及烧结温度（1 750、1 800、1 850℃）对气压烧结Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构以及力学性能的影响。结果表明：以Y₂O₃/Al₂O₃为烧结助剂所制备样品的抗折强度、硬度和断裂韧性优于其他两种复合助剂制备试样的;Y₂O₃/Al₂O₃复合助剂有利于显微结构中高长径比β-Si₃N₄晶粒的形成。当烧结温度为1 800℃时,以Y₂O₃/Al₂...     

铈红与钴蓝对聚乙烯棚膜红/蓝光质调控及性能影响

红/蓝光质调控聚乙烯(PE)棚膜一直以来是农膜行业亟需解决的难题。在PE中引入铈红(Ce S)和钴蓝(Co O·Al₂O₃),通过吹塑工艺制备PE红/蓝光棚膜。光电雾度仪测试结果发现Ce S和Co O·Al₂O₃对PE棚膜的透光率影响较小,但雾度和散光度有所增加;光纤光谱仪和手持式光谱照度仪表征结果显示Ce S和Co O·Al₂O₃明显提升450～520 nm的蓝光和605～700 nm的红光透过率,且Ce S与Co O·Al₂O₃质量比为1∶2时,红光透过率为39.2%,蓝光透过率为38.1%,红/蓝光透过比例为1.03;万能拉伸试验机测试结果发现Ce S与Co O·Al₂O₃可改善PE棚膜的力学性能,其中拉伸强度较空白样提升约5.5%,断裂伸长率提升约16.8%,直角撕裂强度提升约3%,穿刺强度提升约21.8%;差示扫描量热仪表征结果显示添加Ce S与Co O·Al...     

水-乙二醇基γ-Al2O3纳米流体的制备及其性能研究

以水-乙二醇为基液,通过两步法制备了质量分数为0.1%的γ-Al₂O₃纳米流体。考察了乙二醇体积分数、分散剂质量分数及种类、超声时间对纳米流体稳定性的影响。结果表明,乙二醇体积分数为35%时更适用于水-乙二醇基纳米流体的制备;质量分数为0.2%的阿拉伯树胶(GA)可有效提高γ-Al₂O₃纳米颗粒在水-乙二醇基液中的分散稳定性;超声30 min即可改善纳米流体的稳定性。最后评价了纳米流体的热物性,当与基液水浴加热到60℃时,水-乙二醇基γ-Al₂O₃纳米流体的导热性能提升幅度最大,为基液的1.35倍;在20～60℃加热过程中,Al₂O₃乙二醇基纳米流体黏度最低达0.97 mPa·s,所制备的纳米流体可适合用于流动换热。     

豆荚结构聚乙烯醇缩丁醛/氧化铝复合相变纤维的制备及性能

利用微流控技术成功制备了聚乙烯醇缩丁醛（PVB）基材中共混氧化铝（Al₂O₃）纳米颗粒，其内部包封正十五烷的豆荚结构复合相变纤维。系统考察了Al₂O₃的含量对复合相变纤维的微观结构、相变性能和导热性能的影响规律。研究结果表明，复合相变纤维的致密表面可将正十五烷良好地包封于其内部的独立腔室内，包封率约为30%。在PVB基材中添加Al₂O₃纳米颗粒对复合相变纤维的豆荚结构和相变焓均无明显影响，但可显著提高相变纤维的导热性能。在模拟太阳光照射下，添加10% Al₂O₃纳米颗粒的复合相变纤维的表面温度比不含Al₂O₃纳米颗粒的相变纤维的表面温度升高更快，前者的熔融时间比后者缩短了25%。研究结果将为制备结构可控、具有良好、稳定导热性能和高效、快速调温性能的相变纤维提供重要的实验参考和指导。     

氧化铝/丙烯酸酯乳液改性聚乙烯隔膜的制备及性能

以丙烯酸酯乳液作为粘结剂,水为分散介质,利用氧化铝颗粒对锂离子电池用聚乙烯(PE)隔膜进行了陶瓷改性,得到涂覆PE隔膜,并对其表面张力、接触角、浸润性、吸液率、热收缩及电化学性能进行了测定。结果表明:加入浆料质量0.10%的含氟表面活性剂后,浆料表面张力由37.0 mN/m降低至28.5 mN/m。涂覆PE隔膜对比PE隔膜,润湿性和耐热性能以及电化学性能均得到明显改善,吸液率由85%提高到165%,150℃的热收缩率从67.20%降至3.00%以内。200次循环,涂覆PE隔膜和PE隔膜的容量保持率分别为90.2%、84.7%,不同倍率下涂覆PE隔膜组装的电池,放电容量总是高于原PE隔膜组装的电池的放电容量,交流阻抗、伏安循环性能两者类似。     

Al2O3和BN共混合填充PP复合材料的结构与性能

Al₂O₃和BN是聚合物基导热复合材料中常用的无机填料,但单一品种填料填充并不能使复合材料达到较好的综合性能。为此,研究了Al₂O₃和BN共混合填充聚丙烯复合材料的结构及热学和力学性能。结果发现,填料总质量分数低于20%时,共混合填充制备的复合材料的导热系数低于BN填充的复合材料,但却能提高无机填料在基体中的分散性,从而优化力学性能。当BN和Al₂O₃的添加质量分数各为10%时,弯曲模量达到2.37 GPa,比纯PP提高了103%,冲击强度达到3.25 kJ/m²,比纯PP提高了24%,复合材料达到刚韧平衡,综合力学性能最佳。     

三元混合纳米流体稳定性及热性能

采用两步法制备体积分数为0.005%～1%的Al₂O₃-TiO₂-Cu/水三元混合纳米流体,粒子体积比为40∶40∶20。为了提高其稳定性,添加少量的PVP（0.005%）表面活性剂,并用XRD、TEM、紫外分光光度计和沉淀观察法共同表征纳米流体的稳定特性。测量温度为20～60℃的黏度和热导率,并与相对应的单一纳米流体作对比。试验结果表明,三元混合纳米流体由于各种粒子的粒径和表面能不同,小粒径的Al₂O₃颗粒填充在大粒径TiO₂和Cu颗粒形成的间隙里,可形成致密的固液界面层。三元混合纳米流体由于粒子的特殊排布,使其热导率明显高于相同体积分数下对应的单一纳米流体,黏度却无明显增大。当体积分数和温度分别为1%和60℃时,与Al₂O₃/水纳米流体对比,其热导率增大了5.5%,黏度下降了2.6%。热导率随温度和浓度的升高而升高;而黏度随浓度的升高而升高,随温度的升高而下降,这与单一纳米流体的性质一致。最后,基于试验数据,对热导率和黏度分别进行与温度的拟合,R²分别为0.9835和0.9820,能较精确地预测Al₂O₃-TiO₂-Cu/水三元混合纳米流体的热导率和黏度。     

无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展

综述了近年来无机超细粉体改性锂离子电池隔膜的研究进展,首先介绍了已在锂电隔膜改性上商业应用的Al₂O₃和AlOOH对传统聚烯烃膜和新型静电纺丝膜的改性方法和改性效果,随后又对常规无机材料TiO₂和SiO₂粉体对锂电隔膜的改性进行了叙述,最后对BN等非常规隔膜改性无机材料进行了简介;总结和讨论了无机材料改性后隔膜的组分、结构和性能对锂离子电池综合性能的影响,并对其无机材料改性锂电池隔膜的未来发展趋势进行了展望。     

锂硫电池载硫材料碳纳米管修饰V2O5纳米球的制备及其性能研究

锂硫电池因具有优异的理论容量、能量密度和可持续发展特性而受到越来越广泛的关注。决定锂硫电池性能的最主要因素之一是其正极材料。本文分别通过自组装法和模板法,制备了两种V₂O₅纳米球,并在制备过程中添加了碳纳米管。以所得到的材料作为正极改性材料,组装了扣式锂硫电池。通过对所制备材料的结构以及电化学性能研究,并与商用V₂O₅进行对比,发现V₂O₅纳米球具有良好电化学性能,其电池性能显著优于商用V₂O₅。这可归因于所合成的V₂O₅纳米球一方面具有较高的比表面积,有利于活性物种硫的负载,另一方面表面连接有碳纳米管,有利于提高电子传输性能。基于自组装法(1号样品)和模板法(2号样品)所得V₂O₅纳米球的锂硫电池,在0.1C的倍率下首次充放电比容量分别可达到1049mAh/g和1035mAh/g;经过200次循环后,其放电比容量分别为702...     

基于ZrO2/PVdF-HFP复合粒子的新型锂电隔膜的制备与表征

为了改善传统锂离子电池中的烯烃隔膜熔点低、电解液的亲和性差、孔隙率低等缺陷,采用无黏合剂法将50 nm氧化锆与200 nm PVDF-HFP有机微球涂覆于PET无纺布表面,制备得到ZPP隔膜,对隔膜进行了热稳定性测试和润湿性测试,并采用扣式电池充放电技术测试了ZPP隔膜的电化学性能,测试效果良好.     

Ni/Al2O3-SiO2催化剂表面性质及顺酐加氢性能

以Al₂O₃质量分数为10%的Al₂O₃-SiO₂复合氧化物为载体,通过浸渍法制备一系列不同Ni负载量的Ni/Al₂O₃-SiO₂催化剂。运用BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD-MS方法研究催化剂表面性质随活性金属Ni负载量的变化规律,探讨催化剂表面性质的变化对其顺酐加氢活性、选择性及催化剂稳定性的影响。结果表明,Ni/Al₂O₃-SiO₂催化剂中的Ni质量分数由5.0%增加至12.5%时,γ-丁内酯收率由7.9%快速增至38.9%,进一步增加Ni质量分数至20.0%,γ-丁内酯收率增加趋于平缓。催化剂中Ni活性物种与催化剂酸性中心的数量是影响催化剂顺酐加氢活性的主要原因。     

KMn8O16纳米纤维微球及其水系锌离子电池性能研究

电池在充放电过程中，锰基材料会发生材料体积膨胀、锰的溶解、锌的腐蚀以及水的分解等副反应，从而减少电池使用寿命。为抑制二氧化锰体积膨胀，通过一步水热反应合成了由纳米纤维组成的微球嵌钾化合物(KMn₈O₁₆)。结果表明，在3 mol/L ZnSO₄和0.1 mol/L MnSO₄组成的电解液中加入40%（体积分数）的乙二醇（EG）,能一定程度上抑制析氢副反应，同时，EG可以作为低温电解液使用。KMn₈O₁₆纳米纤维微球作为锌离子电池正极材料表现出优异的倍率性能和高的比容量。电流密度为200 mA/g时，经过100次循环，容量约为200 mA·h/g,即使在1 000 mA/g大电流密度下循环200次，容量仍能达到150 mA·h/g。