阴极氧还原催化剂Co基过渡金属硫族化合物的研究进展

简要介绍了高压合成法、固态反应法、水热/溶剂热法、机械合金化法、磁电溅射法、低温回流法等几种制备Co基过渡金属硫族化合物的方法,综述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极Co基过渡金属硫族化合物催化剂的研究进展,重点讨论了Co-Se、Co-S、Co-Te等催化剂对氧还原反应(ORR)的催化活性,提出了阴极Co基过渡金属硫族化合物催化剂存在的问题以及发展趋势.     

二维过渡金属硫属化合物氧还原反应催化剂的研究进展

氧还原(ORR)反应是燃料电池等清洁能源阴极的关键反应, 其反应动力学复杂, 阴极需使用Pt等贵金属催化剂。然而Pt价格昂贵, 且载体炭黑在高电位环境下稳定性欠佳, 导致电池部件成本高且寿命短。二维过渡金属硫属化合物(2D TMDs)具有高比表面积与可调节的电学性能, 且稳定性强, 有望在维持活性的同时提高燃料电池阴极的耐久性。本文梳理了近年来2D TMDs在ORR催化剂领域的最新研究进展: 首先概述了2D TMDs的结构、性质及ORR反应机理; 其次分析了调控2D TMDs的ORR性能策略, 包括异质元素掺杂、相转变、缺陷工程与应力工程等, 介绍了2D TMDs基异质结构对ORR性能的提升作用; 最后, 针对该领域目前存在的挑战进行展望与总结。     

金属元素掺杂二维过渡族金属硫化物研究进展

传统二维材料具有丰富的电学、光学特性?在电子器件领域中占据着重要位置?金属元素掺杂二维过渡族金属硫化物不仅可以保持原过渡族金属硫化物所特有的优越性能?还可赋予二维材料特定的铁磁、铁电性能?使其在光学器件、自旋电子学器件以及信息和数据存储等领域得到更广泛的应用?重点介绍了金属元素掺杂过渡族金属硫化物的理论和制备方法?对其结构特性、电子特性以及磁学特性进行了详细讨论?并且着重论述了金属元素掺杂在过渡族金属硫化物中的实验合成方法?其中?化学气相沉积法、化学气相传输法被广泛使用?其他实验方法如固相法、磁控溅射法也可结合运用?最后展望了金属元素掺杂过渡族金属硫化物研究面临的挑战以及未来磁性二维材料的发展方向?     

金属间化合物基叠层复合材料研究进展

金属间化合物基叠层复合材料是受自然界中贝壳结构的启发而设计的一种新型高温结构材料.概述了几种不同体系的金属间化合物基叠层复合材料的国内外研究现状,发现大多数的金属间化合物基叠层复合材料是以金属间化合物作为基体,以金属作为夹层来改善金属间化合物的脆性问题的.此外还对其制备工艺进行了归纳和评述,并对这类新型叠层复合材料的许多不足和发展趋势提出了初步的想法.     

新型二维过渡金属碳化物研究进展

二维过渡金属碳化物(MXene)类似石墨烯结构,具有良好的导电性、延展性、磁性、低温热电性和能量存储等诸多新颖的性能。总结近年来MXene结构和性能等方面的研究成果,分析了研究中的重点、难点问题,预测了其可能的应用领域和未来的发展方向。     

过渡族金属轻元素化合物薄膜强韧化的研究进展

由于过渡族金属具有极高的电子密度和抗压缩能力,而轻元素的共价键网络能强力抵抗形变,综合它们所长形成的化合物多为硬质(维氏硬度＞ 20 GPa)甚至超硬材料(维氏硬度＞40 GPa).基于此,过渡族金属轻元素化合物薄膜为切削刀具、钻具、耐磨涂层和发动机部件等关键技术领域提供了重要的材料基础.然而,高硬度通常伴随着高脆性(...     

稀土过渡族金属化合物的磁制冷性能

给出了设计室温磁制冷功能材料的基本原则及具体方法；介绍了ΔT测试装置的工作原理。通过测试、验证得出：Re2Fe17-XMex型稀土过渡族金属化合物所形成的Ce2Fe16.4Co0.6与Er2Fe15.26Ni1.74化合物具有较好的制冷效果，在外加磁场强度H=2.0T条件下，它们的退磁制冷温差ΔT均可达4.5K以上，基本与纯金属钆接近（ΔT=5.25K)，但它们的价格仅为钆的1／3。     

新型的金属间化合物基复合材料

以金属间化合物为基体的复合材料是目前正在研究的一种新型高温结构材料。本文综述了这种新型复合材料的发展现状及其制造方法。初步研究表明:纤维增强的Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝化物金属间化合物基复合材料性能优子基体材料和目前广泛使用的镍基高温合金,展现出了诱人的前景。将来的研究方向将主要集中于增强剂与基体的化学相容性,热膨胀系数的匹配,力学模型和断裂模式的建立,制备工艺的开发与优化等方面。     

连续纤维增强钛铝金属间化合物基复合材料的研究进展

综合论述了连续纤维增强钛铝金属间化合物基复合材料的进展情况,介绍了复合材料在发动机等航空航天领域应用的优势,总结归纳了基体的特性、常用纤维增强体、复合材料的力学性能、界面问题和制备技术.在此基础之上提出了今后的发展方向.     

多元金属硫族化合物的合成和结构表征

介绍新的发展起来的反应性熔盐法及其在多元金属硫族化合物中温固相合成中的应用，并讨论了这类化合物的结构特征，低维性和热力学介稳性。     

过渡金属化合物在聚合物阻燃中的研究进展

近年来,高分子材料以其优异的性能被广泛应用于各个领域,但其存在潜在的火灾危险性,在燃烧过程中会伴随着有毒气体的释放.因此,制备具有阻燃性能的高分子材料非常必要.综述了金属氧化物、层状双氢氧化物、金属盐和金属有机框架的阻燃机理及研究进展,简述了其他过渡金属化合物在聚合物中的应用.最后,提出了绿色、高效、多功能的过渡金属阻...     

利用真空固态反应合成高质量二维过渡金属二硫化物晶体及其应用

二维过渡金属二硫化物(TMD)晶体由于其结构的多样性和独特的性质备受关注。真空固态反应法是生长高质量二维TMD晶体的一种强有力工具,此方法大大推动了基于二维TMD晶体的基础研究和应用探索。在这篇综述中,我们总结了在真空系统中生长高质量二维TMD晶体的方法,并讨论了影响二维TMD晶体尺寸、质量、形态和多型性的因素。我们还简要讨论了二维TMD晶体的物理性质及各种应用。最后,对真空固态反应法在二维TMD晶体生长中的应用进行了展望。     

大有发展前途的金属间化合物基复合材料

未来航天飞行器上的推进系统要求材料比当前所用的更轻、在高温下具有更高的强度和刚度。发动机重量的减轻和对冷却要求的减少可带来以下好处。首先可得到更高的推力和重量比,其次由于操作温度增高可得到更大的热力效率。有序的金属间化合物,如Ti_3Al,NiAl,FeAl和NbAl_3等具有优异的抗氧化和抵抗环境作用的能力、高的熔点和相对低的密度,因此可成为先进航天飞行器上有希望的材料,然而由于这些材料在低温下的韧性差和     

双轴应变对二维Ⅳ-Ⅵ硫族化合物电子特性的影响

利用密度泛函理论(density function theory,DFT)模拟计算了二维Ⅳ-Ⅵ硫族化合物(MXs:SnS、SnSe、SnTe、GeS、GeSe和GeTe)的本征结构和电子特性,重点研究了双轴应变对MXs的能带结构特点、带隙大小和费米能级的影响.发现应变对单层MX s的色散关系影响不大,但是对带隙大小的影...     

二维过渡金属碳氮化合物的生物医学应用

二维过渡金属碳化物、氮化物及碳氮化合物(MXenes)是一类新兴的二维纳米材料.由于其独特的光、电、磁、热等物理化学性能,MXenes二维材料被广泛应用到能源储备、环境监测、化学催化等领域.由于其大的比表面积、优异的近红外吸收和组分可调换等性质,近年来在生物医学方面也得到了快速的发展.简要介绍了MXenes二维纳米材料...     

低维硫属化物晶体的合成研究进展

金属硫属化物是指含有VIA族S^2-、Se^2-、Fe^2-元素的化合物,它们在半导体领域、配位化学、固体化学及红外探测设备中具有不可替代的重要性。这类化合物主要包括Ⅱ－Ⅳ族和Ⅳ－Ⅵ族化合物半导体以及多元金属硫属化物（尤其是过渡金属硫化物）,其合成几乎涉及所有的晶体生长方法,如;薄膜生长法、高温合成方法、电化学方法、溶剂热合成等。本文综述了低维硫属化物几种合成方法的优缺点及其新进展。     

原位金属间化合物增强铝基复合材料研究

(1)成功制备出了增强相Al_3Ti尺寸小于0.5μm、AlN的尺寸达到纳米的AlN.Al_3Ti/ZL101原位复合材料。增强相Al_3T_i的尺寸大小取决于制备工艺及合金液中T_1元素的扩散速度。Al_3Ti晶核形成后对其周围溶质的吸附作用满足Langmuir吸附理论。吸附的溶质阻碍了Ti元素的扩散,使Al_3Ti晶核形成后很难长大而能大量形核,并保持亚微米级尺寸。采用X射线衍射及TEM方法分析并确定了增强相Al_3Ti和AlN。(2)二水平七因素及三水平四因素正交实验确定了AlN.Al_3Ti/ZL101原位复合材料的最佳成分。该原位复位材料的最大拉伸强度为360MPa、布氏硬度为122、弹性模量达到92GPa、延伸率为3.8％。(3)原位复合材料晶粒尺寸较基体细小得多。Al_3Ti可显著细化α-Al晶粒,α-Al晶粒的细化使其周围的共晶硅细化;AlN相存在于共晶硅中,作为异质晶核可显著细化共晶硅。TEM分析表明,基体和增强相Al_3Ti之间存在一定的晶体学位向关系并出现共格现象。原位复合材料的主要强化机制为细化晶粒强化(细化α-Al晶粒、细化和粒化共晶硅晶粒、细化AlN晶粒和细化Al_3Ti晶粒)、弥散强化和复合强化。(4)首次研究了原位复合材料的铸造性能和重复使用性能。在铝合金铸件的正常浇注温度下,AlN.Al_3Ti/ZL101原位复合材料有较基体ZL101更好的流动性、更小的     

纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的发展

综述了纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的研究进展.介绍了Ti-Al金属间化合物基体的结构和性能、增强体纤维的运用、界面相容性对复合材料机械性能的影响、界面反应的动力学和热力学研究、以及目前Ti-Al金属间化合物基复合材料的最新制备技术.指出了今后纤维增强Ti-Al金属间化合物基复合材料的研究重点和发展方向.