微型可充锂锰电池正极材料的研究

微型可充锂锰电池具有很广阔的应用前景.讨论了微型可充锂锰电池所用正极材料的结构、合成方法、电化学性能.不同晶型的纯MnO2材料的可充性都比较差,对MnO2材料进行改性得到的复合二氧化锰(CDMO)可显著改善电池的循环性和稳定性.掺杂铋元素后所得到的CDMO可达到微型蓄电池的性能要求.     

PbTiO3+Bi2Ti2O7掺杂的Ba4.5Nd9Ti18O54微波介质陶瓷

研究了PbTiO3 Bi2Ti2O7掺杂的Ba4.5Nd9Ti18O54微波介质陶瓷材料的结构和介电性能.结果表明,随着掺杂量的增加,陶瓷材料的密度呈现出轻微下降的趋势,介电常数则保持较高的数值,Q值及τf随掺杂量的增加而下降.当PbTiO3 Bi2Ti2O7掺杂量为20%时,材料的εr≈93,Q.f≈5800 GHz,τf≈3×10-5/℃.XRD分析表明,当PbTiO3 Bi2Ti2O7掺杂量小于24%时,Ba4.5Nd9Ti18O54材料仍呈现出单相结构.利用电介质极化理论初步解释了材料介电性能变化的原因.     

钕掺杂锆钛酸铅纳米粉体的溶胶-凝胶法合成研究

以乙二醇为溶剂,硝酸钕为钕源,采用改进的溶胶-凝胶法制备了钕掺杂锆钛酸铅纳米粉体Pb1-3x/2NdxZr0.52Ti0.48O3(PNZT).通过FTIR、XRD、TG-DTA讨论了溶胶经热处理制备纳米粉体的反应机理,PNZT的热处理温度较PZT高50～100℃.采用XRD、SEM、TEM对纳米粉体进行表征.研究表明,钕掺杂增加了晶格畸变程度.与PZT相比,随着钕掺杂量增加晶格参数a和V下降,而参数c和c/a则不同,少量钕掺杂导致参数c和c/a增加,随着钕掺杂量增加逐渐下降.当钕掺杂量≤9%(摩尔分数)时可生成粒径约为20～50nm的钙钛矿型粉体, Nd3 离子取代Pb2 离子与Ti4 离子、O2 离子形成稳定的钙钛矿型结构.     

A位掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的铁电性能研究

用传统固相烧结工艺,制备了纯相的Bi4Ti3O12 (BTO)陶瓷,A位掺杂的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT),Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)铁电陶瓷.X射线衍射结果表明,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构,La、Nd掺杂未改变BTO的晶体结构.铁电测试结果表明,BTO、BLT和BNdT陶瓷的剩余极化2Pr值分别为12.4、23.8和39.4μC/cm2.A位掺杂后,BLT、BNdT的2Pr值比未掺杂的BTO分别提高了1.92和3.18倍.漏电流测试表明,BLT、BNdT陶瓷的漏电流密度比BTO明显降低.A位掺杂显著提高了BTO陶瓷的铁电性能.     

Ti掺杂BiFeO3陶瓷的结构和铁电性能研究

用固相反应法制备了BiFe_1-xTi_xO₃(BFTxO)陶瓷样品,研究了不同Ti掺杂量对BFO陶瓷结构、形貌、铁电性能和铁电-顺电相变温度(T_c)的影响. XRD结果表明,当Ti含量x从0增大到0.2,相的结构由菱方钙钛矿逐渐变为斜方结构. Raman光谱的测试和模拟也证实了掺Ti后晶体结构有向三斜晶系转变的趋势. I-V曲线说明Ti掺杂显著降低了BFO陶瓷的漏电流,当Ti掺杂量为0.05时,漏电流最小,在100V电压下,漏电流密度为7.3×10^－6A/cm². Ti掺杂还增强了BFO陶瓷的铁电性,Ti掺杂量为0.05时的剩余极化强度甚至是纯BFO的两倍. 另外,DTA测试显示,Ti掺杂能影响BFO的铁电顺电相变温度. 随着Ti掺杂量的增加,铁电顺电相变温度逐渐降低.     

Bi4Ti3O12掺杂BST陶瓷性能和结构的研究

采用固相法,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试分析方法系统研究了Bi4Ti3O12掺杂量(质量分数,下同)(18％～50％)对(Ba0.71Sr0.29)TiO3 (BST)基电容器陶瓷介电性能和结构及烧结温度的影响.研究结果表明:随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的晶粒尺寸先减小然后增大.在BhTi3O12掺杂量的范围内,BST陶瓷的物相均为Bi4Ti3O12和BST的混合相,随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,Bi4Ti3O12相逐渐增多.随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(ε)逐渐减小;介质损耗(tarδ)均较小(0.0050～0.0075),呈先减小后增大的趋势;烧结温度逐渐降低,当Bi4Ti3O12掺杂量为50％时,烧结温度为1090℃.随着Bi4Ti3O12掺杂量的增加,BST陶瓷的容温变化率(AC/C)绝对值在正温范围内(25～125℃)逐渐减小,容温变化率(△C/C)在负温范围内(-55～25℃)先减小然后上升再下降.当Bi4Ti3O12掺杂量为26％时,BST陶瓷综合性能较好,其介电常数为1700,介质损耗为0.006,容温变化率的绝对值小于15％(-55～125℃),符合X7R特性,耐直流电压为5.0kV/mm,烧结温度为1120℃.     

Visible photocatalytic activity of Ti-doped LaNi03 synthesized by solution combustion synthesis

采用溶液燃烧法制备了一系列不同Ti掺杂量的LaNiO3光催化剂，研究了Ti掺杂量对其相结构、形貌和光催化性能的影响。采用XRD、SEM、EDS及光致发光光谱（PL）等对其进行了表征和分析。结果表明：采用溶液燃烧法可获得单一钙钛矿相的LaNiO3，随着Ti掺杂量的增加，晶面间距逐渐增大；Ti掺杂量对颗粒的形貌大小影响较小，颗粒近似球形，粒径分布均匀，约为80nm。可见光催化实验结果表明，当Ti掺杂量为3．0％（质量分数）时，所得催化剂的催化效果最好，适量的Ti掺杂可显著降低光生载流子的复合几率。     

泡沫镍负载N掺杂TiO_2及其可见光催化降解甲醛的性能

以钛酸四丁酯为Ti源,尿素为N源,直接低温水热合成N掺杂TiO2粉末,并以泡沫镍为载体负载N掺杂TiO2粉末.采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis和XPS对N掺杂TiO2粉末进行表征,并研究了其可见光催化降解甲醛气体的性能.结果表明N原子成功地掺杂到TiO2晶格中,使其晶格常数a和c变大.N原子替代了晶格中部分O原子和Ti原子,N的化学价态表现为Ti-N-Ti和O-N-O形式,N掺杂TiO2可描述成Ti1-yO2-xNx+y-TiO2-xNx形式,其吸收边界红移到600nm处.SEM结果表明N掺杂TiO2可以均匀弥散地分布于泡沫镍的载体上,且具有高的可见光催化降解甲醛气体的能力。     

硬脂酸法制备层状K2La1.8Nb0.2Ti3O10

采用硬脂酸法在相对较低的温度下掺杂Nb制备了K2La1.8Nb0.2Ti3O10层状化合物.通过X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱对产物进行了表征.结果表明,通过硬脂酸法在800℃可获得超细K2La1.8Nb0.2Ti3O10,颗粒尺寸为100～250 nm,经过Nb掺杂后的产物仍然保持层状结构,层间距约1.5nm.紫外-可见光谱表明掺杂前后的产物在紫外区均有较明显的吸收,但经Nb掺杂后的K2La1.8Nb0.2Ti3O10吸光度明显增强.     

燃烧合成Ti掺杂LaNiO3及其可见光光催化性能

采用溶液燃烧法制备了一系列不同Ti掺杂量的LaNiO₃光催化剂, 研究了Ti掺杂量对其相结构、 形貌和光催化性能的影响。采用XRD、 SEM、 EDS及光致发光光谱(PL)等对其进行了表征和分析。结果表明: 采用溶液燃烧法可获得单一钙钛矿相的LaNiO₃, 随着Ti掺杂量的增加, 晶面间距逐渐增大; Ti掺杂量对颗粒的形貌大小影响较小, 颗粒近似球形, 粒径分布均匀, 约为80 nm。可见光催化实验结果表明, 当Ti掺杂量为3.0%(质量分数)时, 所得催化剂的催化效果最好, 适量的Ti掺杂可显著降低光生载流子的复合几率。      

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Ti/SnO2+SbOx/MnO2(Ce)电极制备及性能表征

采用热分解法制备了不同浓度稀土元素铈掺杂钛基二氧化锰电极,通过SEM、极化曲线和EIS测试等方法分析了自制电极的形貌、催化性能和废水处理效果等.结果表明:适量铈元素的掺杂能改善二氧化锰电极的表面形貌,提高电极的析氯电催化活性,增强电极的耐蚀性和稳定性;使其在氯化钠电解质体系中处理亚甲基蓝印染废水的色度去除率达到96.9％,COD去除率达到91.8％.     

Ti掺杂β-Ga2O3电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,研究了Ti掺杂β-Ga2O3系统的电子结构和光学性质。计算结果表明,Ti替代八面体的Ga(2)时系统形成能最低,容易在实验上合成;Ti掺杂在导带底附近引入了浅施主能级,极大地提高了β-Ga2O3系统的导电性。Ti掺杂时稳定体系倾向于自旋极化态,且费米面处自旋极化率接近100%。光学性质的计算结果显示,Ti掺杂β-Ga2O3是极具潜力的n型紫外透明的半导体。     

Ti掺杂BiFeO3陶瓷的结构和铁电性能研究

用固相反应法制备了BiFe_1-xTi_xO₃(BFTxO)陶瓷样品,研究了不同Ti掺杂量对BFO陶瓷结构、形貌、铁电性能和铁电-顺电相变温度(T_c)的影响. XRD结果表明,当Ti含量x从0增大到0.2,相的结构由菱方钙钛矿逐渐变为斜方结构. Raman光谱的测试和模拟也证实了掺Ti后晶体结构有向三斜晶系转变的趋势. I-V曲线说明Ti掺杂显著降低了BFO陶瓷的漏电流,当Ti掺杂量为0.05时,漏电流最小,在100V电压下,漏电流密度为7.3×10^－6A/cm². Ti掺杂还增强了BFO陶瓷的铁电性,Ti掺杂量为0.05时的剩余极化强度甚至是纯BFO的两倍. 另外,DTA测试显示,Ti掺杂能影响BFO的铁电顺电相变温度. 随着Ti掺杂量的增加,铁电顺电相变温度逐渐降低.     

Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7陶瓷结构与介电性能的影响

研究了Bi4Ti3O12掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷烧结特性、相结构和介电性能的影响.采用传统的固相反应法制备样品,X射线衍射技术分析相结构,SEM观察表面形貌.结果表明,Bi4Ti3O12掺杂能有效地促进烧结,提高介电常数ε,降低介电损耗tgδ,优化介电频率温度系数αε.1000℃烧结8%(摩尔分数) Bi4Ti3O12掺杂的BZN陶瓷具有较好的介电性能ε=192,tgδ= 4.21×10-4,αε=-3.37×10-4/℃.     

Ti^3＋掺杂SiO2／甲基三乙氧基硅烷复合薄膜的制备

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,以正硅酸乙酯TEOS/甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物,浓盐酸为催化剂,制备了掺杂不同三氯化钛(TiCl3)浓度的SiO2/MTES复合薄膜.采用荧光分光光度计、扫描探针显微镜、红外光谱仪、X光衍射仪等仪器对膜层性质进行了分析.结果表明,掺杂4%、3%、2%、1%TiCl3的SiO2/MTES复合薄膜分别在250nm附近有一弱激发峰,294nm附近有一强激发峰,在393nm附近出现一强发射峰;掺杂3%的复合薄膜荧光发射强度达到值最大.与Ti3 掺杂的常规SiO2薄膜比较,Ti3 掺杂的SiO2/MTES复合薄膜的荧光强度更稳定.     

Si掺杂锐钛矿相TiO2的电子能带结构

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对Si掺杂前、后锐钛矿相TiO2的电子能带结构、电子态密度以及吸收光谱进行计算。结果表明,Si掺杂导致锐钛矿相TiO2的禁带宽度略增大0.048 eV;掺杂前锐钛矿相TiO2的价带和导带主要由O的2p和Ti的3d轨道构成,Si掺杂后其价带和导带主要由Si的3p、Ti的4s和Ti的3d轨道构成;Si掺杂可导致锐钛矿相TiO2的吸收边蓝移。     

PbO2-TiO2镀液中掺杂Ce对制备钛基锌电积阳极材料性能的影响

为了寻找出性能更佳的电积锌用钛基二氧化铅阳极,将CeO2,Ce(NO3)2分别掺杂在电镀液中制备了Ti/PbO2-TiO2阳极.以SEM,XRD分析方法对其形貌、组成元素进行了表征,应用加速电解寿命测试和电化学试验进行了性能测试,分别考察了掺杂CeO2和Ce(NO3)2对PbO2-TiO2阳极稳定性及电催化活性的影响.结果表明:Ti/PbO2-TiO2+CeO2阳极的电催化活性较好,且掺杂CeO2能改善Ti/PbO2-TiO2的导电性,提高了阳极的稳定性,使其电解寿命增长;Ti/PbO2-TiO2+Ce(NO3)2阳极的电催化活性也较好,但并不能增加阳极寿命.     

磁控溅射Wox-Ti(Mo,Ni,V)薄膜的电致变色性能

采用反应磁控溅射工艺分别制备掺杂Ti、Mo、Ni、V的WOx薄膜,研究了掺杂对其电致变色性能的影响机理.实验结果表明,适量的掺杂可以提高薄膜的电致变色性能,Mo的掺杂可以调节光谱吸收范围,Ni、V的掺杂可以提高记忆存储能力,Ti的掺杂可以延长循环寿命;磁控溅射制备的掺杂WOx薄膜均为非晶态.     

医用316L不锈钢表面Ta(Ti)N涂层的制备与表征

采用射频磁控溅射的方法制备了Ti含量不同的Ta(Ti)N涂层并研究了涂层的微观结构和性能.扫描电子显微镜(SEM)照片显示涂层结构致密无大的孔洞.XRD结果显示无Ti掺杂的涂层为面心立方结构的TaN,Ti掺杂的Ta(Ti)N涂层随着Ti掺杂量的增加TaN的衍射峰向高角度偏移,偏移的原因是形成了Ta(Ti)N固溶体.固溶体的形成使Ta(Ti)N涂层的纳米硬度明显高于TaN涂层的纳米硬度.Tafel外推结果表明在PBS溶液中,Ta(Ti)N涂层后的316L不锈钢的耐腐蚀性明显好于基体316L不锈钢的耐腐蚀性.血液相容性实验结果表明Ta(Ti)N涂层的血液相容性明显好于316L不锈钢基体的血液相容性.