热处理温度对Ti/SnO_2+SbO_x/MnO_x阳极析氧催化性能的影响

采用电沉积法在硫酸锰溶液中制备了钛基二氧化锰电极,研究了热处理温度(100～500℃)对Ti/SnO2+SbOx/MnOx电极析氧电催化性能的影响。采用X射线衍射、红外光谱分析方法对电极结构进行了表征,通过极化曲线、循环伏安曲线和电化学阻抗研究了电极在0.5mol/L K2SO4溶液中的析氧催化活性。结果表明,热处理温度为200℃时,没有改变其γ-MnO2晶型,但是Mn-O键力增强,析氧催化活性提高;200℃以上的热处理改变了MnOx晶型,但对改善电极析氧催化性能效果不明显。     

阳极氧化Ti_3SiC_2制备纳米孔阵列EI北大核心CSCD

以NH4F和乙二醇为电解液,采用阳极氧化法在Ti_3SiC_2表面制备纳米多孔结构,研究阳极氧化电压、电解液浓度和氧化时间对纳米多孔结构形成的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米多孔结构进行表征。结果表明:孔径随着氧化电压的升高而增大,且延长氧化时间有利于制备孔径均匀的纳米孔;Ti_3SiC_2试样经阳极氧化后除含有Ti、Si、C元素外,还含有O元素,且以TiO_2的形态存在。     

烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti氧化物涂层阳极性能的影响

采用Pechini法制备了不同烧结温度的RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极,通过SEM、AFM、EDX、XRD、极化曲线、循环伏安曲线及强化电解寿命试验等测试手段,研究了烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明:烧结温度对RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极的表面形貌有很大的影响;随着烧结温度的升高,阳极析氯活性呈先增加后减小的趋势,而电催化活性呈现相反的趋势;550℃下所得的RuO2-IrO2-TiO2/Ti阳极表现出最高的强化电解寿命。     

Ti基IrO_2+Ta_2O_5涂层阳极的析氧电催化活性

通过极化曲线与电化学阻抗谱测试研究了Ｔｉ基ＩｒＯ２＋Ｔａ２Ｏ５阳极的析氧电催化活性．结果表明, ＩｒＯ２含量为７０％（摩尔分数）时,混合氧化物阳极表面具有最高的析氧活性．这缘于该成分含量阳极中活性组元ＩｒＯ２的真实表面浓度达到最大;而且,由于表面析出晶粒的最细化,在析氧电位下受析出氧气的冲击,该成分阳极表面的活性点数目得到最大程度的提高．由此提出决定氧化物阳极析氧电催化活性的热力学及动力学判据．     

碳纤维对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

采用真空热压烧结技术制备了Ti/Al_2O_3复合材料,在烧结温度1420℃,保温时间60 min,升温速率10℃/min(0~1200℃)和5℃/min(1200~1420℃)的烧结工艺下,研究了掺加碳纤维对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响。实验结果表明:碳纤维的掺入优化了复合材料的断裂模式,对Ti/Al_2O_3复合材料的力学性能有较为明显的影响。当掺入碳纤维体积分数为1%时,Ti/Al_2O_3复合材料的力学性能达到最佳,相对密度为97.62%,显微硬度为(16.6±2.32)GPa,弯曲强度为(381±11.25)MPa,断裂韧性为(7.2±1.19)MPa·m~(1/2)。     

新型Bi_(2)O_(3)/ZnFe_(2)O_(4)光阳极的制备及其光电催化降解有机物性能EI北大核心CSCD

采用化学水浴法制备Bi2O3薄膜,并通过电沉积结合后退火工艺在其表面负载ZnFe2O4进行改性,通过XRD、SEM、Raman、XPS、UV-vis等对Bi2O3样品及Bi2O3/ZnFe2O4复合薄膜进行表征。以制备的薄膜作为光电极,研究其光电化学性能,并首次报道其在光电催化降解有机污染物中的应用。结果表明:ZnFe2O4的复合拓宽Bi2O3的吸光范围,提高光吸收系数,抑制光电化学反应过程中光生载流子的复合,从而使Bi2O3/ZnFe2O4复合薄膜在Na2SO4溶液中的光响应电流密度是纯相材料的4倍左右,AM1.5光照下的光电降解亚甲基蓝性能相比于Bi2O3有明显提高。     

Mgo-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系富硼渣表面张力的计算EI北大核心CSCD

基于熔渣结构的离子与分子共存理论和Butler方程建立了MgO-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3体系表面张力计算模型,计算了该体系及其子体系表面张力值,考察了熔渣表面张力随熔渣组分的变化规律,以期为富硼渣调控和综合利用提供参考。结果表明:本模型计算的熔渣表面张力值与实验值吻合较好,模型平均相对误差为9.03%。含B_2O_3的二元体系中,B_2O_3组元显著降低熔渣表面张力,纯氧化物表面张力值与形成氧化物阳离子的静电势及氧化物中离子键的分数有关。含B_2O_3的多元体系中,熔渣表面张力随着B_2O_3含量的增加而显著降低,但随着MgO和SiO_2质量比、CaO含量和Al_2O_3含量的增加而逐渐增大,且CaO和Al_2O_3含量对含B_2O_3渣表面张力的影响基本相当。     

Zn掺杂对LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2结构与电化学性能的影响

用溶胶凝胶法制备了Li Ni1/3Co1/3-x Mn1/3Znx O2(x=0,1/24,2/24,4/24)锂离子电池正极材料。由X射线衍射和扫描电镜对其分析结果表明,Zn掺杂不改变Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2的α-Na Fe O2层状结构,当掺杂量达到4/24时,杂相产生。电化学研究表明,当Zn掺杂量为2/24时,Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2首次放电容量由未掺杂的169.2 m Ah·g-1降低为160.1m Ah·g-1,但循环性能明显提高,30次循环后的容量保持率由未掺杂的89.2%升至97%。并且在20、40、60和80 m A·g-1不同的电流密度下继续循环20次后,当再次恢复到20 m A·g-1的电流密度时,放电容量可恢复到150.3 m Ah·g-1。     

Ti/Co3O4/RuO2-IrO2纳米结构阳极电催化析氧研究

目的 研发含纳米结构Co3O4中间层的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极,并对其电化学析氧性能进行研究,以提升Ti/RuO2-IrO2金属氧化物阳极的电化学析氧性能。方法 在Ti基底上电沉积制备Co(OH)2,烧结形成Co3O4纳米片结构,随后采用热分解工艺在Ti/Co3O4表面制备RuO2-IrO2电催化层,从而构建了Ti/Co3O4/ RuO2-IrO2复合阳极。使用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和电化学工作站对涂层的微观表面形貌、物相组成、电化学性能等进行观察与分析。结果 SEM显示出Ti/Co3O4纳米片上RuO2-IrO2的负载量随涂刷次数增加逐渐增多,最终完全遮盖Co3O4纳米片中间层。且随着RuO2- IrO2前驱体溶液涂覆次数的增加,XRD观察到RuO2-IrO2衍射峰强度在逐渐增大。TEM测试显示Co3O4中间层是由纳米颗粒堆叠组成且具有多孔结构。电化学极化曲线测试表明,涂覆三次RuO2-IrO2层的含Co3O4中间层阳极析氧电位最低,当电流密度达到10 mA/cm²时,析氧电位仅为1.326 V(vs. SCE),低于无中间层的Ti/RuO2-IrO2阳极(1.413 V)。循环伏安测试表明,Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的伏安电量达到62.83 mC/cm²,相较于Ti/RuO2-IrO2阳极的23.65 mC/cm²提高了166%。稳定性能试验表明,在经过1 000次循环稳定性试验后,加入Co3O4纳米片中间层的复合阳极的伏安电量降低了35.94%,低于无中间层阳极48.88%的伏安电量损耗率。循环极化试验后的Ti/Co3O4/RuO2-IrO2复合阳极的电化学活性仍明显优于循环极化试验前的Ti/RuO2-IrO2阳极。结论 Co3O4纳米片中间层的加入使得Ti/Co3O4/RuO2-IrO2阳极的电催化析氧性能和稳定性都得到了提升。     

Ti3SiC2/Al2O3复合材料的SPS烧结及其性能研究

利用放电等离子烧结(SPS)方法成功制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料,用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征.另外系统研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的弹性模量及673 K时的热传导性能.结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量,随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小,且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高,673 K时复合材料热导率符合"海岛-网络"模型.     

SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极制备及其性能研究

采用热分解法制备了SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极,并将其用于苋菜红模拟染料废水处理。实验表明电极制备的最佳条件为:烧结温度为500℃,涂层数为6层,n(Sn):n(Sb):n(Ru)=10:1:1。通过XRD、SEM和CV对电极表面形貌、表面微观结构和电化学性能进行测试,结果表明:SnO_2-Sb_2O_3-RuO_2/Ti电极表面晶体为四方金红石结构且晶型单一;表面晶粒细小平整,晶粒间结合紧密;具有较好的电催化活性和较长的强化试验寿命。     

电解液对Ti/RuO_2-TiO_2电极电容性能的影响EI北大核心CSCD

采用热分解法在270℃制备钛基RuO_2-TiO_2氧化物涂层电极材料。利用循环伏安、电化学阻抗谱等方法研究Ti/RuO_2-TiO_2电极分别在0.5 mol/L H_2SO_4、0.5 mol/L Na_2SO_4和1.0 mol/L NaOH电解液中的超电容行为。结果表明:在酸性溶液和碱性溶液中Ti/RuO_2-TiO_2电极有较低的电荷转移电阻和优异的赝电容特性,比电容分别达到550 F/g和578 F/g;而在Na_2SO_4溶液中,该电极的电荷转移电阻较高,表现为典型的双电层电容特征,比电容仅为335 F/g;经历2000次循环充放电测试后,该电极在中性Na_2SO_4溶液中的稳定性最高,荷电能力仅下降3%;在酸性H_2SO_4溶液和碱性NaOH溶液中,该电极的荷电能力分别下降17%和29%。结合SEM和能谱分析可知:RuO_2-TiO_2在Na_2SO_4溶液中几乎不发生腐蚀,表现出良好的循环稳定性;RuO_2-TiO_2涂层在NaOH溶液中发生严重的面腐蚀,而在H_2SO_4溶液中则发生严重的点蚀,导致活性氧化物减少,荷电能力下降。     

稀土La_2O_3对Y_2O_3-ZrO_2烧结行为和力学性能的影响

在Y2O3-Zr O2中加入不同含量(0.3wt%、0.5wt%、1.2wt%)的稀土La2O3,考察La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷在不同温度下的烧结行为和室温力学性能。结果表明:适量的La2O3促进了Y2O3-Zr O2陶瓷的烧结。随烧结温度的升高,La2O3-Y2O3-Zr O2烧结体的致密度和力学性能增加。La2O3含量为0.3wt%时,La2O3-Zr O2烧结体致密度和力学性能最大。与Y2O3-Zr O2相比,0.3wt%La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别提高了200%、100%和50%。力学性能的改善归因于La2O3的活化烧结、晶粒细化和弥散强化作用。     

放电等离子烧结Ti/Al_2O_3复合材料机制及性能

利用放电等离子烧结技术制备了Ti/Al_2O_3复合材料,并探讨了其烧结机理,对复合材料性能进行测试.结果表明,Ti/Al_2O_3导电网络结构的形成,有利于在烧结过程中形成的"电容器"瞬间击穿,使Al_2O_3遭到轰击而产生放电离子,活化Al_2O_3晶粒,降低烧结温度;当Ti 含量为40%(体积分数,下同)时复合材料的相对密度、弯曲强度、断裂韧性和显微硬度分别为99.74%、1002 MPa、19.73 MPa·m~(1/2)和18.14 GPa;裂纹的桥联、偏转是试验材料力学性能得以提高的主要原因.     

Ti3SiC2／Al2O3复合材料的SPS烧结及其性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）方法成功制备了Ti3SiC2／Al2O3复合材料，用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征。另外系统研究了Ti3SiC2／Al2O3复合材料的弹性模量及673K时的热传导性能。结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量，随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小，且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高，673K时复合材料热导率符合“海岛-网络”模型。     

柠檬酸加入量对 Ru-Ir-Ti / Ti 氧化物阳极涂层性能的影响

采用Pechini方法加入不同柠檬酸量,制备Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极。并通过SEM及XRD考察了涂层的微观形貌和相结构;采用极化曲线、循环伏安测试及强化电解寿命试验等方法,研究了阳极的析氯电催化活性和稳定性。结果表明:柠檬酸加入量对Ru-Ir-Ti/Ti氧化物阳极涂层的表面形貌有着很大的影响;阳极的强化电解寿命随着柠檬酸加入量的增加而降低,阳极析氯活性先增加后减小。     

LiOH-Li_2CO_3低共熔混合锂盐体系合成LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2

利用低共熔组成的0.24LiCO3-0.76LiOH混合锂盐体系,与钴、镍、锰的球形氢氧化物按1.1:1混合,无需前期球磨,直接经二段控温程序制备出锂离子正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。X射线衍射分析表明合成的Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2结晶度高,具有规整的层状α-NaFeO2结构,扫描电镜显示产物颗粒均匀,振实密度高达2.89g·cm-3,显著高于用单一锂盐制备的同样产品(2.4g·cm-3)。充放电测试表明,材料具有良好的电性能,首次充放电容量为176和166mhA·g-1,循环50次后,材料的电性能没有明显的衰减。     

等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2陶瓷涂层摩擦学性能研究

针对超声电机摩擦驱动的特性,利用大气等离子喷涂技术在45钢表面设计制备不同配比的Al2O3/Ti O2陶瓷涂层。采用X射线衍射仪分析相结构,用扫描电镜表征磨损后涂层表面特征,探讨其磨损机理,在直线型超声电机上测试其磨损性能。结果表明:在高温条件下,Ti O2和Al2O3形成固溶体,而XRD测试时,只能检测到Al2O3的特征峰而Ti O2相消失。五种配比材料中,Al2O3-16%Ti O2涂层的磨损性能优于其他涂层,使用寿命更长。Al2O3-10%Ti O2和Al2O3-13%Ti O2涂层表现出轻微的疲劳磨损机制,Al2O3-16%Ti O2涂层则是轻微的磨粒磨损,而Al2O3-19%Ti O2和Al2O3-22%Ti O2涂层的磨损机制是轻微的脆性断裂。     

层状LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2正极材料的多元掺杂改性

采用共沉淀法制备锂离子电池掺杂型层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2(M=Mg、Al、Cr)正极材料。采用X射线衍射、扫描电镜、充放电实验和交流阻抗实验对LiNi1/3Co1/3Mn1/3-xMxO2正极材料的结构、形貌、电化学性能以及动力学参数进行表征。结果表明:当掺杂量x=0.05时,Mg2+、Al3+掺杂的正极材料在2.8～4.3V、0.1C下的首次放电比容量分别为139.2、151.6mA·h/g,20次循环后的容量保持率分别为98.8%和96.7%;掺杂Mg2+或Al3+均能提高LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的交换电流密度和锂离子扩散系数。结合实验结果和掺杂离子的离子半径和化学稳定性,解释了掺杂离子在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2晶格中的占位及其在充放电过程中的作用。     

氨络合物体系中Ti基IrO2涂层阳极的析氮过程

采用线性扫描技术研究了氯盐氨络合物体系中Ti基IrO2涂层阳极的析氮过程,对3种含有不同氧化物涂层电极的析氮电催化性能进行了比较,并结合扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)探讨了不同析氮电催化活性的原因.研究结果表明:当电极电位低于1.1 V(vs SCE)时,Ti基IrO2涂层阳极析气反应主要为析氮反应,氮气的产生主要是由于氨水在电极上发生电化学氧化引起的;Ti基含PdRuTi的IrO2涂层阳极具有最佳的析氮电催化活性,其可能原因是金属元素PdRuTi的存在导致该电极表面特征裂纹最宽且最深,氧化物涂层总析氮面积增多,电催化活性增加.