La9(SiO4)6-x(VO4)xO1.5+0.5x的合成及其导电性能的研究

利用溶胶-凝胶法低温合成了钒掺杂硅酸盐氧基磷灰石La9(SiO4)6-x(VO4)xO1.5+0.5x(x=0、0.5和1),经XRD表征所得产品为磷灰石相.以电化学阻抗谱研究了其导电性能,V的掺杂使电导率大大提高,700℃时La9(SiO4)5(VO4)O2电导率为5.23×10-3S·cm-1,与未掺杂V的La9(SiO4)6O1.5相比提高了5倍.氧分压Po2=105～1Pa时,La9(SiO4)6O1.5的电导率不改变,而La9(SiO4)5(VO4)O2的电导率则随着氧分压的降低而稍有增加,表明钒的掺杂在体系中引入n型电子导电.     

硅酸盐氧基磷灰石的溶胶凝胶法制备与表征

为了提高电导率,以溶胶-凝胶法制备了硅酸盐氧基磷灰石.通过TG-DTA、XRD和IR分析,研究了从凝胶转变为硅酸盐氧基磷灰石过程中凝胶焙烧温度的影响.结果表明,制备Sr2La8(SiO4)6O2、La9.33(SiO4)6O2和La10(SiO4)6O3时凝胶的焙烧温度分别为850、950℃和950℃;间隙氧可能诱发晶体结构扭曲,晶胞体积变大.通过IR和XRD分析,证实了在La9.33(SiO4)6O2和La10(SiO4)6O3磷灰石中间隙氧的存在.     

聚丙烯酸甲酯用作聚合物锂离子电池电解质基材的研究

用自交联的方法制备了一种以聚丙烯酸甲酯 (PMA)为基材、含丙二醇碳酸酯 (PC)和 L i Cl O4电解液的凝胶型聚合物电解质。考察了电解液含量和聚合物结构对离子导电性能、电化学稳定性等的影响 ,并将所得结果与以聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为基材的相应体系做了对比研究。结果表明 ,在聚合物含量较大时 ,聚合物的链结构对离子导电行为有较大的影响 ,具有刚性链结构的 PMMA比具有柔性链结构的 PMA更不利于相应凝胶型电解质离子的传递 ;而在聚合物含量较小时 ,聚合物的结构对凝胶型电解质的离子导电行为的影响较小。以 2 7% (质量 )的交联 PMA为基材、摩尔比为 12∶ 1的 PC- L i Cl O4为增塑电解液而制备的凝胶型电解质 ,具有良好的粘附性能和较高的室温电导率 (4 .8× 10 -3S/cm)。循环伏安的研究结果表明 ,PMA体系的阳极分解电压在 4 .7V(vs Li+/Li)。     

固体酸对介孔氧化铝导电性能影响

在介孔氧化铝(Al2O3)中掺杂固体酸硫酸氢铯(CsHSO4)制备具有高质子导电性能的材料.通过SEM、XRD表征其孔道形貌和晶型特点,采用氮吸脱附测试孔径大小和比表面积等性能参数,运用TG-DSC研究材料的热稳定性及水含量,并应用交流阻抗法测试材料导电率.结果表明,以仲丁醇铝为铝源,通过溶胶-凝胶法合成孔径约为25nm的介孔γ-Al2O3材料,材料具有介孔大小均匀、比表面积大、热稳定性高等特点;掺杂固体酸后,介孔Al2O3的导电率在低温范围提高一个数量级,热分析结果进一步证实固体酸的添加使介孔Al2O3的吸水率提高,从而使质子传导的速率增加,最终提高固体酸掺杂介孔Al2O3的导电率.     

硫酸钛掺杂的磷硅酸盐凝胶的制备及其中温电性能研究

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯、磷酸、乙醇和盐酸为原料合成了磷硅酸盐干凝胶,并研究1%(wt,质量分数)硫酸钛掺杂的磷硅酸盐凝胶的导电性能。热分析测定表明20~100℃时,样品因物理吸附水的蒸发失重,130~180℃时,样品因结构水的脱出失重。掺杂改性后样品稳定性得到了极大的增强。样品电导率测试表明在60~180℃温度内,160℃时达到最大值5.4×10~(-2)S/cm。稳定性测试表明掺杂能大大提高样品的化学稳定性。     

溶胶凝胶法合成Li4.4Al0.4S0.6O4-xLi2O及电导性能*

用溶胶-凝胶法制备了Li.4.4A;0.4Si0.6O4-xLi2O(x=0.00～0.50)离子导体材料,并用DTA-TG、XRD、及交流阻抗等技术对样品进行了测试,结果发现用溶胶-凝胶法可降低Li4.4Al0.4Si0.6O4的合成温度;随Li2O的掺入可增强基质材料的致密性并提高了其离子的导电性能.     

Fe3O4/石墨烯复合材料的制备及表征

采用液相还原的方法,在碱性环境下使用FeCl2.4H2O和氧化石墨作为前驱体,制备Fe3O4微球附载的石墨烯复合材料。通过调节氧化石墨和铁盐的质量比制备得到不同组分的Fe3O4/石墨烯复合粉体。使用场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和四探针电阻仪等仪器分析了产物的形貌、物相、磁性能和导电性能。结果表明Fe3O4/石墨烯复合粉体中Fe3O4微球在石墨烯表面分散均匀,且Fe3O4结晶良好,为立方晶系的尖晶石型。该复合粉体具有高的磁性能和良好的导电性能,饱和磁化强度和电导率分别达到72emu/g和0.53S/cm。     

佼凝胶法合成Li4.4Al0.4Si0.6O4—xLi2O及电导性能

用溶胶－凝胶法制备了Li4.4Al0.4Si0.6O4-xLi2O(x=0.00-0.50）离子导体材料,并用DTA－TG、XRD、及交流阻抗等技术对样品进行了测试,结果发现：用溶胶－凝胶法可降低Li4.4Al0.4Si0.6O4的合成温度;随Li2O的掺入可增强基质材料的致密性并提高了其离子的导电性能。     

炭/炭复合材料硼硅酸盐玻璃涂层制备及性能研究

系统研究了SiO2与B2O3之比、高熔点添加剂种类(包括MoSi2,Y2O3,SiC)及含量对硼硅酸盐(SAB)玻璃涂层高温稳定性、高温流动性的影响规律和最佳工艺参数组合,采用涂刷法在带有疏松结构的SiC内涂层炭/炭(C/C)复合材料表面制备了高温稳定性和流动性良好的硼硅酸盐玻璃外涂层,并测试了带有不同SiC/硼硅酸盐玻璃复合涂层C/C复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:采用SiO2,B2O3摩尔比为4∶1时所得硼硅酸盐玻璃具有相对较高的高温流动性和高温稳定性;与添加Y2O3,SiC相比,在上述硼硅酸盐玻璃中添加MoSi2可以较大幅度提高所得玻璃涂层对C/C基体的氧化保护性能,并且当硼硅酸盐玻璃外涂层中硼硅酸盐与MoSi2的质量比为4∶1时,所得硼硅酸盐玻璃外涂层对SiC-C/C表现出较好的氧化保护能力,氧化17h后涂层C/C试样的失重仅为4.31%.     

高强度聚苯胺-聚丙烯酸/聚丙烯酰胺导电水凝胶的制备与性能

将导电聚合物引入到水凝胶网络中的导电高分子基导电水凝胶,因结合了水凝胶的三维网络结构、良好的生物相容性、优异的力学性能等和导电高分子良好电学性能等优点而被广泛研究,特别是以聚苯胺(PANI)为导电高分子的导电水凝胶。但PANI不溶于水,因此很难制备PANI基导电水凝胶。本文以制备高强度PANI基导电水凝胶为目的,尝试将PANI接枝在亲水性聚合物聚丙烯酸(PAA)上,获得能在水中均匀分散的PANI-PAA导电复合物,再使其与丙烯酰胺(AM)聚合得到高强度的PANI-PAA/PAM导电水凝胶。通过力学性能及电化学性能测试,发现该导电水凝胶具有良好的力学性能和电化学性能。当以十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂时,其电导率可达4.63 S·m?1,可承受压缩应力1.33 MPa (压缩耗散能为85.50 kJ·m?3),拉伸断裂伸长率达964%,相应的断裂强度为0.25 MPa;而以NaOH为分散剂时,凝胶的电导率可达4.19 S·m?1,可承受压缩应力1.13 MPa (压缩耗散能为73.45 kJ·m?3),拉伸断裂伸长率达896%;相应的断裂强度为 0.14 MPa。该研究为高强度聚苯胺基导电水凝胶的制备提供了思路。      

硫酸高铈对磷硅酸盐凝胶质子导体的改性处理

研制兼具较高化学耐久性和质子电导率的电解质是提高燃料电池效率的关键. 本研究在利用溶胶凝胶法制备磷硅酸盐干凝胶的基础上, 发现添加Ce(SO₄)₂能明显提高凝胶的质子电导率, 并且Ce(SO₄)₂含量为0.81wt%时达到最大值（σ₁₀₀=1.25S/m, σ₁₃₀=2.11S/m）. 与未添加任何Ce(SO₄)₂的干凝胶相比, 质子电导率提高了70%以上. 干燥的氩气环境使凝胶的电导率下降约20%（σ₁₀₀=1.06S/m, σ₁₃₀=1.68S/m）. 热分析以及NMR谱测试结果表明：添加Ce(SO₄)₂后材料的水分子保持能力增强, 形成了较多有利于质子传输的PO₄^3-孤立磷酸单元以及含有一个桥氧的Si—O—P和P—O—P结构单元.     

Metal-organic frameworks derived flower-like Co3O4/nitrogen doped graphite carbon hybrid for high-performance sodium-ion batteries

In this work, a novel flower-like cobalt-based metal organic frameworks(MOFs) self-assembled by Co~(2+) and nicotinic acid have been designed and synthesized. After a simple annealing treatment, Co_3O_4 nanoparticles in-situ decorating on nitrogen doped graphite carbon-sheet(Co_3O_4/NC) were obtained. The resultant Co_3O_4/NC hybrid with unique flower-like structure and ration combination of Co_3O_4 nanoparticles and nitrogen doped graphite carbon, endowing the hybrid with enhanced electrical conductivity,short ion diffusion pathways and rich porosity to the materials, which can largely alleviate the problems of Co_3O_4 such as inferior intrinsic electrical conductivity, sluggish ion kinetics and large volume change upon cycling. When evaluated as anode material for sodium-ion batteries(SIBs), the Co_3O_4/NC hybrid exhibits satisfied reversible capacity(213.9 mAh g~(-1) after 100 cycles at 0.1 A g~(-1) ), excellent rate capability(145.4 m Ah g~(-1) at 2 A g~(-1) and 130.1 mAh g~(-1) at 4 A g~(-1) ) and robust long-term cycling stability(120.1 m Ah g~(-1) after 2000 cycles at 0.5 A g~(-1) ), showing great potential for high-performance SIBs.     

NiCoLDH nanosheets grown on MOF-derived Co_3O_4 triangle nanosheet arrays for high-performance supercapacitor

Hierarchical Co₃O₄@NiCoLDH nanosheets(NSs)were prepared on carbon cloth through a multistep method,containing Metal-organic frameworks(MOF)-templated thermal annealing and electrodeposition.The triangle-shaped Co₃O_(4 NSs)were firstly obtained by thermal treatment of MOF templates in air.Then,ultrathin NiCoLDH_NSswere in-situ electrodeposited on the surface of Co₃O_4NSs,constructing a core-shell structure.Benefiting the unique hierarchical structure,high conductivity of Co₃O_(4 NSs)core and large surface area of NiCoLDHNSs shell,the Co₃O₄@NiCoLDH_NSsarray served as supercapacitor electrode exhibits excellent electrochemical properties,such as high specific capacitance of 1708 F g^-1(850 C g^-1)at a current density of 1 A g^-1,good rate capability,and excellent cycling stability.Further,the asymmetric supercapacitor assembled by Co₃O₄@NiCoLDH_NSsand activated carbon,also displays superior electrochemical perfo rmance with high energy density and power density.Remarkably,the strategy of constructing core-shell structure based on MOF templates could be extended to other electrochemical fields.     

掺Sb,Sn和Cd的In2O3的电性研究

本文研究了掺杂Sb、S_n及Cd的In_2O_3的电性质,并与纯的In_2O_3进行比较,得到一些有意义的结果。IO的电导率及载流子浓度主要由氧缺位所致;ITO和ISO的电导率和载流子浓度,主要由掺杂元素所致;掺Sn的电导率、载流子浓度和迁移率高于掺Sb,其原因在于在同样掺杂浓度的条件下,ITO中的中性杂质浓度低于ISO及掺Sn后使电子离域程度增大。在掺Cd浓度高时,随着Cd浓度增加,电导率和载流子浓度均降低。     

溶胶-凝胶法制备Sr掺杂La_(9.33-2x/3)Sr_x(SiO_4)_6O_2及其导电性研究

采用溶胶-凝胶法于900℃成功合成了Sr掺杂的La9.33-2x/3Srx(SiO4)6O2前驱粉体,然后于1450℃烧结成陶瓷样品。利用X射线粉末衍射和环境扫描电镜对材料的物相和形貌进行了分析和表征,结果表明合成产物为磷灰石相,烧结后样品晶体颗粒比较均匀,有较好的致密度。采用交流阻抗谱研究了材料的导电性,发现Ln位阳离子空位比Ln位阳离子掺杂对材料电导率的影响更大,合适的Ln位阳离子空位更有利于提高材料的电导率。     

Ti和Y双掺杂的BaCeO_3的制备和电性能研究

以BaCO3、CeO2、Y2O3、TiO2为原料,利用高温固相法制备了固体电解质BaCe0.8YxTi0.2-xO3-δ(x=0、0.05、0.07、0.1、0.15、0.20),并对其物相、微观结构、收缩率、烧结性、电导率进行了研究。通过改变掺杂Ti和Y的配比,来优化固体电解质的性能。结果表明,Ti和Y双掺杂的BaCeO3具有钙钛矿型结构;质子导体BaCe0.8YxTi0.2-xO3-δ的电导率随着Y的含量的增加而增加,而烧结性能随着Ti的含量的增加而越好;通过对样品的收缩率的研究,说明Ti的加入具有助烧的作用。     

添加TiO2对镍铁尖晶石惰性阳极材料性能的影响

为了提高惰性阳极材料的性能,本文尝试在合成镍铁尖晶石过程中掺杂一定量TiO2.采用高温固相反应法在1200℃下烧结6h,制备掺杂TiO2的镍铁尖晶石惰性阳极材料.研究了掺杂TiO2对试样密度、电导率和腐蚀率的影响.研究结果表明,掺杂TiO2后NiFe2O4的晶格产生畸变,从而TiO2促进烧结,提高材料的密度.并且由于Ti4 离子取代Fe3 离子,产生导电电子,改善了NiFe2O4惰性阳极材料的导电性.添加0.5%TiO2可降低材料的腐蚀率,但随着添加量的增加腐蚀率也增加,说明TiO2对材料的抗腐蚀性不利.经研究发现腐蚀率降低的原因是腐蚀过程中NiFe2O4分解产生的Fe2O3与电解质中Al2O3反应生成了FeAl2O4.综合考虑TiO2对材料各性能的影响,最终确定掺杂量为0.5%.     

CuI-Cu_2O-MoO_3-P_2O_5四元系快Cu~+离子玻璃的形成范围和性质

本文研究了四元系CuI-Cu_2O-MoO_3-P_2O_5快Cu~+离子玻璃的性质。包括玻璃形成范围、离子输运、热稳定性、离子电导率以及取代量(MoO_3)和掺杂盐(CuI)的影响。实验指出,用MoO_3取代P_2O_5的办法可以得到性能优良的玻璃导体。     

溶胶凝胶法制备Er3+-Yb3+共掺纳米SiO2粉

利用溶胶-凝胶法合成了Er2O3-Yb2O3-SiO2纳米二氧化硅(SiO2)粉。Er3 和Yb3 直接加入有机酸催化的TEOS反应溶液中,凝胶后经过700~900℃,得到Er3 -Yb3 共掺纳米SiO2粉。样品经过红外光谱、XRD、TEM等分析,结果表明,纳米粉的粒径受有机酸比例和处理温度的影响。在室温PL谱上,样品可观察到较强的1530nm荧光,同时镱的引入对掺铒SiO2纳米粉在1.54μm的荧光发射有增强作用。     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。