锂快离子导体Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12系统的研究

以LiTi2(PO4)3为基以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应(～900℃)制得了一系列新的锂快离子导体材料Li1+2x+ 2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO1 2(以下简称Ti-Mg-Lisicon).系统的合成温度随x和y值的增大而降低.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明x=0.1,y=0.1的合成物的室温电导率最好为1.01×10-4S/cm,而400℃时x=0.1,y=0.3的合成物的电导率最大,为2.53×10-2S/cm.XRD分析结果表明在x=0.1,y≤0.8;x=0.2,y≤0.6的组成范围内均能得到空间群为R3c的合成物.     

锂快离子导体Li1+2xAlxTiyGe2-x-ySixP3-xO12系统的研究

以高岭石为起始原料,经高温固相反应(～1000℃)合成了Li1+2xAlxTiyGe2-x-ySixP3-xO12(以下简称Ti-Ge-Lisicon)系统的锂快离子导体.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明,y=1.5,x=0.2的合成物的电导率最好,400℃时电导率达2.13×10-2S/cm,200～400℃内的电导激活能为30.6kJ/mol.XRD分析结果表明在一定的组成范围内得到空间群为R3c的合成物.     

矿物锂快离子导体Li1+2xAlxSCyNbyTi2-x-2ySixP3-xO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,天然高岭石为起始原料,经高温固相反应制得了一系列新的锂快离子导体材料Li1+2xA1xScyNbyTi2-x-2ySixP3-xO12(以下简称Sc-Nb-Lisicon).X射线衍射分析表明x=0.1、x=0.2,y≤0.4;x=0.3,y≤0.25的组成范围内能得到类似于Nasicon的三方结构,即空间点群为R3C的合成物.应用交流阻抗技术测试其电导率,结果表明:x=0.1,y=0.3及x=0.2,y=0.15的合成物在室温下有较高的电导率,分别为1.05×10-4S/cm和2.78×10-4S/cm,二者在573K时的电导率可达8.00×10-3S/cm和7.82×10-3S/cm,同时在423～573K具有较低的活化能,分别为31.4kJ/mol和34.8kJ/mol.     

共沉淀法合成球形正极材料xLi2MnO3·（1-x）Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2（x=0.2、0.4、0.6）及其性能研究

以氨水作为络合剂,采用氢氧化物共沉淀法合成了球形富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2(x=0.2、0.4和0.6),并对合成的不同组分样品材料的化学成分、结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,样品材料的化学组分与其理论含量相同,随着x的增大,材料的粒度变小,在电压范围为2.5~4.6V条件下进行充放电性能测试时,材料的首次充放电容量随着x值减小而增加,且当x=0.2时,材料在不同倍率条件下具有最大的放电容量。     

锂离子电池正极材料Li3V2-2x/3Mnx（PO4）3的溶胶凝胶法合成和电化学性能

以CH3COOLi·2H2O、V2O5、Mn(CH3COO)2·4H2O、(NH4)2HPO4和蔗糖为原料,采用溶胶–凝胶法合成了掺锰磷酸钒锂/碳(Li3V2-2x/3Mnx(PO4)3/C)复合正极材料,用XRD、XPS、SEM、电化学性能对样品进行了表征.测试结果表明,少量锰的掺杂并未改变Li3V2(PO4)3/C的单斜结构,Li3V1.94Mn0.09(PO4)3中的Mn和V分别以+2和+3价存在,其颗粒类似球形,直径比较均匀且小于200 nm,并表现出良好的电化学性能.在0.1C倍率和3.0～4.8 V电压内,该样品的首次充、放电容量分别为182.1和168.8 mAh/g,放电效率高达92.69%,而且100次循环后,其放电比容量仍是首次放电容量的77.4%.     

Li8Al1-xSi2xP1-xO8系统锂快离子导体的合成与表征

以Li4SiO4为母体,叶蜡石为原料的Li8Al1-xSi2xP1-xO8系统的锂快离子导体,经高温固相反应制得.X射线衍射分析结果表明该系统在0.5＜x＜0.9的组成范围内形成单一的固溶体相,其空间群为P21/m,导电性能测试结果表明x=0.6的合成物具有最高的电导率,在673K时其电导率达到2.6×10-2S/cm,其活化能为60.73kJ/mol(温度区间373～673K).     

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.     

Cr3+掺杂对Li1.05V3O8结构和电化学性能的影响

以LiOH、V2O5和Cr(NO3)3·9H2O为原料,制备出锂离子电池正极材料Li1.05Crxv3-xO8(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.1),研究了Cr3+掺杂对Li1.05V3O8材料的结构、电导率和电化学性能的影响.结果表明:Li1.05CrxV3-xO8具有良好的层状晶体结构,Cr3+掺杂使(100)晶面的层间距增大;少量掺杂Cr3+不改变锂离子嵌入/脱出过程,随着掺杂量的增加,锂离子脱出过程由一步转化为两步;随着Cr3+掺杂量的增加,电导率呈现先增大而后又减小的趋势,可能是缺陷理论和静电吸引力共同作用的结果;当掺杂量x=0.005时,首次放电比容量达到296.5 mAh-g-1,比未掺杂C,+时提高了7.35%,平均放电电压提高了约0.1 V.     

Zn2+、Ge4+的取代对Li5AlSi2O8的影响

尝试以叶腊石为基体,通过高温固相反应,合成通式为Li5+xAl1-xZnxSi2-2xGe2xO8(x=0.0～1.0)系统锂快离子导体.X射线粉末衍射表明当x≤0.3时体系仍维持原有的Li5AlSi2O8结构(正交晶系);x＞0.5时结构发生明显变化,体系转变成Li6ZnGe2O)8.红外检测显示当x≥0.1红外谱图中出现Li2CO3吸收峰,表明在室温下体系中的Ge4+吸收空气中的CO2而发生分解反应.交流阻抗技术测试交流阻抗表明当温度大于200℃时体系有较高的电导率,最高时为1.11×10-2S/cm(400℃,x=1.0),x≤0.5时离子电导率很低,且不随温度变化.     

共沉淀法合成球形正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2(x=0.2、0.4、0.6)及其性能研究

以氨水作为络合剂,采用氢氧化物共沉淀法合成了球形富锂锰基正极材料xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2(x=0.2、0.4和0.6),并对合成的不同组分样品材料的化学成分、结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,样品材料的化学组分与其理论含量相同,随着x 的增大,材料的粒度变小,在电压范围为2.5~4.6V条件下进行充放电性能测试时,材料的首次充放电容量随着x 值减小而增加,且当x=0.2时,材料在不同倍率条件下具有最大的放电容量。     

Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2阳极的性能研究

制备了一种非贵金属阳极－Ｔi/SnO2 Sb2O3 MnO2/PbO2,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ进行了表征,计算出了电极的分形维数,测定了该电极在硫酸中的使用寿命和动力学参数,把该电极用于处理含酚废水和Ｐb电极进行对,结果表明,节电３３％,转化率达９５％,是一种优良的电化学催化剂。     

单分散SiO2/TiO2/SiO2多层复合微球的制备

采用一种以醇盐水解法为基本的生长硅溶胶的方法,制备了粒径为200nm的单分散二氧化硅球形颗粒,并将其作为核心,利用常温连续进料的钛酸丁酯水解的多步法,在二氧化硅核心外经多次包覆形成厚层二氧化钛;在正硅酸 酯的水解和陈化环境下,将上述TiO2/SiO2复合颗粒外再包覆一薄层二氧化硅,形成一种高折射率,可用于组装光子晶体的SiO2/TiO2/SiO2多层复合微球,对该复合微球用重力沉降法、透射电镜法（TEM）、X射线能谱分析法（EDS）进行了表征。其中,重力沉降法是一种将Stokes公式为基础的复合颗粒的粒径与沉降速度关系式所得的一系列数据进行拟合外延,来测定复合颗粒的粒径及包覆厚度的方法。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

ZrO2的加入对(CeO2)0.86(SmO1.5)0.14陶瓷性能的影响

探讨了添加ＺｒＯ２和ＣｅＯ２／Ｓｍ２Ｏ３体系电导率和力学性能的影响,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ等对材料的微观性能进行了试验分析,结果发现,添加ＺｒＯ２使材料的电导率降低,主要是因为ＺｒＯ２的固溶使得ＣｅＯ２电解质材料的晶格常数减小,活化能增加造成的;添加ＺｒＯ２可提加ＺｒＯ２促进了致密烧结,使晶界结合紧密。实验确定,外加２．５ｍｏｌ％ＺｒＯ２的ＣｅＯ２电解质具有适中的强度和电导率,可以作为电解质材料应用。     

三维有序大孔SnO2及SnO2/SiO2材料的制备及结构特征

以SnCl2-2H2O和正硅酸乙酯为原料，用微球直径为585nm的聚苯乙烯胶晶为模板，制备了三维有序大孔SnO2和SnO2／SiO2材料，SEM观察表明，直接用SnCl2的乙醇溶液为前驱物溶液，难以形成有序的大孔结构，加入正硅酸乙酯或将SnCl2溶液转变为氧化物溶胶，则得到的大孔材料孔结构三维有序排列相当好，孔径为453～500nm，孔与孔之间通过小孔相连，XRD分析表明，大孔材料孔壁由晶粒直径约为17nmSnO2粒子构成。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂．用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征．以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物，评价其光催化活性．结果表明，所制TiO2／SiO2／FeaO4样品为双层包覆型结构，SiO2为中间层，最外层是锐钛矿型的TiO2,该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性，并具有可利用其磁性回收重用的特点，应用前景广泛。     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO3纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO2薄膜，并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜．结果表明铁和锌离子掺入后，TiO2薄膜变的更加致密．铁离子和锌离子分别以Fe2O3和ZnO的形式存在．在紫外光照射下，TiO2薄膜表现明显的亲水性．金属离子掺杂的TiO2薄膜，亲水性能明显增强．铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用；少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用，锌离子掺入量增大后，效果并不明显．     

纳米CeO2/TiO2介孔复合体系的合成与表征

采用结构导向-超临界流体干燥(SCFD)-浸泡沉淀法制备了CeO2／TiO2介孔组装纳米复合粉体，通过TEM，XRD,BJH和BET等技术对获得的粉体进行了表征，并将其应用于光催化降解3B艳红染料和干电流变体中．结果表明，将稀土粒子CeO2组装到介孔TiO2的纳米孔道中形成的复合体系的光催化、光吸收和介电特性不同于纳米TiO2颗粒，表现出了明显的增强效应．     

氢氧焰燃烧合成核壳结构纳米 TiO2/SiO2复合颗粒及机理分析

利用多重射流氢氧焰燃烧反应器，通过控制进料方式，以TiCl4和SiCl4为原料合成了具有典型核壳结构的纳米TiO2／SiO2复合颗粒，并分析了氢氧焰燃烧合成过程中核壳结构的形成机理．在纳米TiO2／SiO2复合颗粒中，无定形的SiO2均匀地包覆在晶态TiO2颗粒表面形成核壳结构，引入SiO2不但有效抑制TiO2晶粒的生长，而且抑制了锐钛相向金红石相的转变．在TiCl4和SiCl4次序进料时，TiCl4优先反应并通过成核生长生成TiO2纳米颗粒，SiCl4反应生成的SiO2通过在TiO2颗粒表面非均相成核生长，形成核壳结构的纳米复合颗粒．